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목차
[실험 1]. 투과형 광센서 ( 시편의 종류에 따른 감지여부 )
□ 고찰
[ 광 센 서 ]
[ 투과형 포토센서 ]
[ 미러 반사형 포토센서 ]
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
[ 실험 2 ] 유도형 근접센서 (시편의 종류에 따른 감지여부 및 인식거리 측정)
□ 고찰
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
[ 실험 3 ] - LOAD CELL ( 하중에 따른 출력 전압의 변화 )
□ 고찰
- LOAD CELL
1) LOAD CELL
2) LOAD CELL의 종류
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
□ 고찰
[ 광 센 서 ]
[ 투과형 포토센서 ]
[ 미러 반사형 포토센서 ]
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
[ 실험 2 ] 유도형 근접센서 (시편의 종류에 따른 감지여부 및 인식거리 측정)
□ 고찰
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
[ 실험 3 ] - LOAD CELL ( 하중에 따른 출력 전압의 변화 )
□ 고찰
- LOAD CELL
1) LOAD CELL
2) LOAD CELL의 종류
□ 실험목적 및 실험방법
1) 실험 장비
2) 실험 방법
□ 실험 결과
본문내용
는 경우도 있다. 이것은 수감부에 부착한 스트레인 게이지가 모두가 받는 변형값으로 표현한 것이다. 지시계는 이 출력전압을 중량으로 환산하여 무게를 표시하게 된다.
로드셀의 특징
1. 구조가 간단하다.
2. 수g~수백 ton까지 측정할 수 있다.
3. 높은 정밀도 (1/1000~1/5000)의 측정이 가능하다.
4. 가동부가 없어 수명이 반영구적이다.
5. 출력신호가 전기이므로 제어기 사용에 적합하며 표시(아날로그, 디지털)가 자유롭다.
로드셀의 용도
로드셀은 일상 생활에 가까운 곳에서는 저울에서부터 공장의 제조 라인, 고속도로의 자동차 중량 검문소에 이르기까지 널리 사용되고 있는 하중계이다.
[ 출처 : http://kin.naver.com/knowhow/entry.php?d1id=10&dir_id=10&docid=481138&qb=66Gc65Oc7IWAIOq1rOyhsA==&enc=utf8 ]
여기 까지가 저의 고찰 및 제가 조사한 내용입니다. 아래 부분은 책의 내용입니다.
- LOAD CELL
1) LOAD CELL
금속 재질의 탄성체이 스트레인 게이지를 부착하여, 하중에 따른 탄성체의 변형률을 전기적 신호로 변환시켜 출력하는 센서를 로드 셀(load cell)이라 한다. 상용화된 로드셀은 인장과 압축이 발생하는 4개의 스트레인 게이지를 휘스톤 브리지 형태로 결선하면서 각 접합 점에 영점보상, 온도보상 및 영(Young)율 보상용 저항을 부가하여 구성하며, 방습 및 기밀을 유지할 수 있는 구조로 제작한다.
대부분의 로드 셀에는 초기저항이 350Ω인 스트레인 게이지가 많이 사용되고 있으며, 정밀도는 1/1000 ~ 1/5000 정도이다. 브리지 인가전압 1V에 대하여 최대하중에서 1 ~ 4㎷의 감도를 나타내며, 인가전압은 10 ~ 20V 정도가 일반적이다. 정격부하에서의 변형량은 0.2㎜ 이내가 되도록 설계하고 있으며, 고유진동수는 대부분 300㎐ 미만이다.
한편, 로드 버튼에 가해지는 하중이 변형체에 수직방향이 아닌 경우에는 편 하중으로 인한 오차가 발생하게 되는데, 이때, 각도에 따른 측정 오차는 0.05 ~ 1%/deg 정도로 나타난다.
2) LOAD CELL의 종류
① 기둥형 ( Column Type )
원통형으로 생겼으며, 위에서 아래로 하중을 가하는 종류로 2장의 스트레인 게이지를 종, 횡으로 부착하여 측정하는 방식으로 대용량의 로드셀 제작에 용이한 장점이 있으나, 정밀도가 낮으며, 비스듬하게 가해지는 하중에 대해 오차가 크므로 사용에 주의를 해야 한다.
② 환상형 ( Ring Type )
둥근 원형의 내면에 4장의 스트레인 게이지를 부착한 형태로 원통형보다 정밀도가 높은 장점이 있고 방향도 인장, 압축형 모두 사용이 가능한 장점이 있으나, 대용량 및 소용량의 제작이 어렵다는 단점이 있다.
③ 휨혐 (Bending Type)
사각 막대를 한쪽이나 양쪽을 지지하여 휘어지는 양을 측정하는 방식으로 부착하기가 용이하고, 정밀도가 높은 장점이 있는 반면 대용량의 제작이 어렵고 구조상 밀봉하기 어려워 사용 환경의 제약을 받는 단점이 있다.
④ 전단형 ( Shear Type )
스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하여 측정하는 방식으로 횡 하중측정이 좋고 내력이 강한 반면, 가공이 어렵다는 단점이 있다.
□ 실험목적 및 실험방법
하중의 변화에 따른 LOAD CELL의 특성을 이해하고 원리를 파악할 수 있다.
1) 실험 장비
장비명
Part No.
수량
비고
DC Power Supply
PS-7400-2
1
DAQ Module
ED-6831
1
Signal Conditioner
ED-6832
1
작업용 프로파일
-
1
회로연결케이블
-
1set
AC220V 전원선
-
2
LOAD CELL
LC6900-30
1
Amplifier Module
AM6900-38
1
하중세트
LS6900-32
1
응용모듈B
PA6830-22
1
응용실험용
2) 실험 방법
① 작업용 프로파일에 ED-6832, ED-6832, PS-7400-2, LS6900-30, AM6900-38을 배치한다.
② AC220V 전원 선을 이용하여 ED-6831과 PS-7400-2에 전원을 연결한다.
③ Serial Cable을 이용하여 PC와 ED-6831을 연결하고, ED-6831의 전원을 켠 후, 운용프로그램을 실행시킨다.
④ “LOAD CELL의 실험실습(Ⅰ) 배선도”를 보고 회로연결케이블을 이용하여 배선도에 맞게 각 모듈을 연결한다.
⑤ PS-7400-2의 전원을 켜고 ED-6832의 Select 스위치를 VOLTAGE에 설정한다.
⑥ 운용프로그램에서 Run → Remote → Reset 버튼을 차례대로 클릭한 후 DSO 화면에 흰색선이 나타나는지 확인한다. ( 최종 세팅 시 Run과 Remote 버튼은 On 된 상태로 표시된다. )
⑦ 실험 Tab 중 “역학센서 → 로드셀 → 실습1”을 선택한 후 실험시작 버튼을 클릭하여 실험을 시작한다.
⑧ Amplifier Module(AM6900-38)의 적색 스위치를 모두 OFF ( ON OFF )하고 OFFSET 조정 손잡이를 이용하여 DSO 전압을 5 [V]에 설정한다.
⑨ 하중세트를 이용하여 로드셀의 장치 대에 1kg의 하중을 올려놓고 출력전압을 관찰한다. 이와 같은 방법으로 인가하중을 1kg씩 증가시켜가며 실험하고 결과 값을 기록한다.
⑩ 로드셀의 출력은 어떻게 변화하는가? 위의 <표 2-15>의 Data를 가지고 아래의 그래프를 작성하여라
⑪ ⑩ 과정에서 그려진 그래프를 가지고 로드셀의 출력 특성을 살펴본다.
□ 실험 결과
처음 전압 5.02 V
인가하중 ( kg )
출력전압
( V )
1
5.23
+0.23 V
2
5.46
+0.21 V
3
5.67
+0.21 V
4
5.88
+0.22 V
5
6.10
+0.22 V
6
6.32
+0.20 V
7
6.52
+0.17 V
8
6.69
+0.17 V
9
6.86
+0.17 V
10
7.03
하중이 1kg씩 늘어날 때 평균적으로 0.2V 가량 증가하는 경향을 보인다. 그리고 같은 하중이 증가 하더라도 나중에는 전압의 상승 폭이 조금씩 감소하는 경향을 보인다.
로드셀의 특징
1. 구조가 간단하다.
2. 수g~수백 ton까지 측정할 수 있다.
3. 높은 정밀도 (1/1000~1/5000)의 측정이 가능하다.
4. 가동부가 없어 수명이 반영구적이다.
5. 출력신호가 전기이므로 제어기 사용에 적합하며 표시(아날로그, 디지털)가 자유롭다.
로드셀의 용도
로드셀은 일상 생활에 가까운 곳에서는 저울에서부터 공장의 제조 라인, 고속도로의 자동차 중량 검문소에 이르기까지 널리 사용되고 있는 하중계이다.
[ 출처 : http://kin.naver.com/knowhow/entry.php?d1id=10&dir_id=10&docid=481138&qb=66Gc65Oc7IWAIOq1rOyhsA==&enc=utf8 ]
여기 까지가 저의 고찰 및 제가 조사한 내용입니다. 아래 부분은 책의 내용입니다.
- LOAD CELL
1) LOAD CELL
금속 재질의 탄성체이 스트레인 게이지를 부착하여, 하중에 따른 탄성체의 변형률을 전기적 신호로 변환시켜 출력하는 센서를 로드 셀(load cell)이라 한다. 상용화된 로드셀은 인장과 압축이 발생하는 4개의 스트레인 게이지를 휘스톤 브리지 형태로 결선하면서 각 접합 점에 영점보상, 온도보상 및 영(Young)율 보상용 저항을 부가하여 구성하며, 방습 및 기밀을 유지할 수 있는 구조로 제작한다.
대부분의 로드 셀에는 초기저항이 350Ω인 스트레인 게이지가 많이 사용되고 있으며, 정밀도는 1/1000 ~ 1/5000 정도이다. 브리지 인가전압 1V에 대하여 최대하중에서 1 ~ 4㎷의 감도를 나타내며, 인가전압은 10 ~ 20V 정도가 일반적이다. 정격부하에서의 변형량은 0.2㎜ 이내가 되도록 설계하고 있으며, 고유진동수는 대부분 300㎐ 미만이다.
한편, 로드 버튼에 가해지는 하중이 변형체에 수직방향이 아닌 경우에는 편 하중으로 인한 오차가 발생하게 되는데, 이때, 각도에 따른 측정 오차는 0.05 ~ 1%/deg 정도로 나타난다.
2) LOAD CELL의 종류
① 기둥형 ( Column Type )
원통형으로 생겼으며, 위에서 아래로 하중을 가하는 종류로 2장의 스트레인 게이지를 종, 횡으로 부착하여 측정하는 방식으로 대용량의 로드셀 제작에 용이한 장점이 있으나, 정밀도가 낮으며, 비스듬하게 가해지는 하중에 대해 오차가 크므로 사용에 주의를 해야 한다.
② 환상형 ( Ring Type )
둥근 원형의 내면에 4장의 스트레인 게이지를 부착한 형태로 원통형보다 정밀도가 높은 장점이 있고 방향도 인장, 압축형 모두 사용이 가능한 장점이 있으나, 대용량 및 소용량의 제작이 어렵다는 단점이 있다.
③ 휨혐 (Bending Type)
사각 막대를 한쪽이나 양쪽을 지지하여 휘어지는 양을 측정하는 방식으로 부착하기가 용이하고, 정밀도가 높은 장점이 있는 반면 대용량의 제작이 어렵고 구조상 밀봉하기 어려워 사용 환경의 제약을 받는 단점이 있다.
④ 전단형 ( Shear Type )
스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하여 측정하는 방식으로 횡 하중측정이 좋고 내력이 강한 반면, 가공이 어렵다는 단점이 있다.
□ 실험목적 및 실험방법
하중의 변화에 따른 LOAD CELL의 특성을 이해하고 원리를 파악할 수 있다.
1) 실험 장비
장비명
Part No.
수량
비고
DC Power Supply
PS-7400-2
1
DAQ Module
ED-6831
1
Signal Conditioner
ED-6832
1
작업용 프로파일
-
1
회로연결케이블
-
1set
AC220V 전원선
-
2
LOAD CELL
LC6900-30
1
Amplifier Module
AM6900-38
1
하중세트
LS6900-32
1
응용모듈B
PA6830-22
1
응용실험용
2) 실험 방법
① 작업용 프로파일에 ED-6832, ED-6832, PS-7400-2, LS6900-30, AM6900-38을 배치한다.
② AC220V 전원 선을 이용하여 ED-6831과 PS-7400-2에 전원을 연결한다.
③ Serial Cable을 이용하여 PC와 ED-6831을 연결하고, ED-6831의 전원을 켠 후, 운용프로그램을 실행시킨다.
④ “LOAD CELL의 실험실습(Ⅰ) 배선도”를 보고 회로연결케이블을 이용하여 배선도에 맞게 각 모듈을 연결한다.
⑤ PS-7400-2의 전원을 켜고 ED-6832의 Select 스위치를 VOLTAGE에 설정한다.
⑥ 운용프로그램에서 Run → Remote → Reset 버튼을 차례대로 클릭한 후 DSO 화면에 흰색선이 나타나는지 확인한다. ( 최종 세팅 시 Run과 Remote 버튼은 On 된 상태로 표시된다. )
⑦ 실험 Tab 중 “역학센서 → 로드셀 → 실습1”을 선택한 후 실험시작 버튼을 클릭하여 실험을 시작한다.
⑧ Amplifier Module(AM6900-38)의 적색 스위치를 모두 OFF ( ON OFF )하고 OFFSET 조정 손잡이를 이용하여 DSO 전압을 5 [V]에 설정한다.
⑨ 하중세트를 이용하여 로드셀의 장치 대에 1kg의 하중을 올려놓고 출력전압을 관찰한다. 이와 같은 방법으로 인가하중을 1kg씩 증가시켜가며 실험하고 결과 값을 기록한다.
⑩ 로드셀의 출력은 어떻게 변화하는가? 위의 <표 2-15>의 Data를 가지고 아래의 그래프를 작성하여라
⑪ ⑩ 과정에서 그려진 그래프를 가지고 로드셀의 출력 특성을 살펴본다.
□ 실험 결과
처음 전압 5.02 V
인가하중 ( kg )
출력전압
( V )
1
5.23
+0.23 V
2
5.46
+0.21 V
3
5.67
+0.21 V
4
5.88
+0.22 V
5
6.10
+0.22 V
6
6.32
+0.20 V
7
6.52
+0.17 V
8
6.69
+0.17 V
9
6.86
+0.17 V
10
7.03
하중이 1kg씩 늘어날 때 평균적으로 0.2V 가량 증가하는 경향을 보인다. 그리고 같은 하중이 증가 하더라도 나중에는 전압의 상승 폭이 조금씩 감소하는 경향을 보인다.
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- 등록일2012.04.15
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