[실험 보고서] 기초 전자전기 휘스톤 브릿지& 스트레인 게이지 (Wheatstone Bridge & Strain Gauge)

목차

- Wheatstone Bridge -

1. 실험 목적

2. 저항 읽는 법 (Table)

3. 실험 결과

4. 휘스톤 브리지 장치, 장비 및 작동원리



- Strain Gauge -

1. 실험 목적

2. 실험 결과


1. 증폭 하지 않은 실험

2. 증폭한 실험

3. 스트레인 게이지가 Quarter / Half / Full 로 나뉘는 이유

4. 스트레인 게이지의 원리

5. 강철 스트레인 게이지에 외력을 가한 뒤, 게이지는 원점으로 돌아오는가?



- 고 찰 -

@ 휘스톤 게이지

@ 스트레인 게이지

본문내용

실험은 매우 손쉽고 간단한 실험이었지만 우리가 실생활에서 자주 접하게 되는 휘스톤 브리지의 의미에 대해서 알게 된 좋은 실험이었다.
@ 스트레인 게이지
두 번째로 실시한 스트레인 게이지 실험은 2학년때 배운 고체역학을 떠올리게 하였다. 책에서만 보던 그림을 실제로 만져보고 실험해보니 굉장히 흥미로웠다.
스트레인 게이지는 일반적인 전기적인 신호를 이용하여 공학적 의미인 변형률을 진동현의 주파수 코일의 저항 등을 이용하여 측정하는 장비이다. 스트레인 게이지는 보의 처짐에 따라 스트레인 게이지의 면적과 길이가 변화하는데, 만약 측정되는 전압 값이 증가한다면 관계식에 의하여 저항이 증가 했다는 뜻이다. 따라서 스트레인 게이지의 단면적이 줄어들고 길이가 길어졌다는 것인데, 이것의 의미는 보의 처짐에 따른 인장력에 의한 것이라고 볼 수 있다.
실험은 2가지 실험으로 나누어 진행이 되었는데 증폭을 이용하지 않고 그대로 출력을 하여 그 값을 측정 하는 실험 하나와 증폭을 시켜 증폭 값을 측정하는 실험으로 진행 되었다. 두 실험 모두 무난하고 큰 어려움이 없는 실험과정이었다. 처음에는 미숙하여 저항측정, 원점 조정 등에 애를 먹었지만 조교님의 도움과 조원들의 협동으로 실험을 잘 따라 갈 수 있었다.
늘 예상 했듯이 모든 측정기가 마찬가지로 완벽한 측정을 하기는 불가능하다. 스트레인 게이지는 전기 저항 값을 이용하고, 이 저항이 매우 미미한 값이기 때문에 충분히 오차가 발생하게 된다. 그리고 스트레인 게이지를 임의의 힘으로 고정을 시키고 실험을 하였기 때문에 항상 일정한 힘을 주고 있었다고는 볼 수 없다. 저항은 온도와 습기에 밀접함으로 습기에 의한 저항변화도 오차의 한 원인일 것이다. 습기가 있으면 저항 값에 영향을 미칠 뿐만 아니라 접착력도 약해져 전기적 특성도 나빠지므로 방습작업을 한 후 측정하는 것이 좋고, 적외선 전등이나 드라이어로 건조시키고 방습처리를 하는 것이 좀 더 오차를 줄이는데 도움이 될 것이다. 실험실의 상태와 조건상 이런 상태를 유지하기는 어렵고 정말 세밀한 변형에 따른 저항의 변화이기 때문에 실험 할 때마다 매번 같은 값이 나오는 것은 불가능 하다.
이번 실험을 통해서 스트레인 게이지를 실제로 만져보고 조고님의 과제로 이런 저런 다른 조사를 해 보면서 많은 것을 배운 것 같다. 특히나 기계 공학에 직접적으로 이용되는 원리이기 때문에 지금까지 시행한 어떠한 실험보다도 더욱 의미 있는 실험이었다.

키워드

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