(결과보고서) 실험2. 전자공학센서 활용 및 실험 데이터 분석(공통2)

목차

(1) 실험 목표
(2) 실험 배경
(3) 실험 장비 및 재료
(4) 실험방법 및 분석
실험 2.A 센서활용 : 물리량 센서를 이용한 측정
2) 운동센서(변위 센서)
3) 힘 센서
4) 가속도센서
5) 포토게이트
6) 마이크로폰
7) 온도센서
8) 전류센서 및 전압센서
9) 자장센서
10) 빛 센서

본문내용

에 의한 사인커브가 그려지는가?
진자운동을 시켰을 때는, 센서가 운동을 하면서 중력가속도가 증가하다가 감소하다가, 증가하다가 감소하다가를 반복하는 위 그림과 같은 사인파 모양으로 그래프가 그려질 것이다.
- 진자의 주기를 측정할 수 있겠는가?
측정할 수 있다.
- 이로서 가속도센서의 동작을 확인할 수 있겠는가?
방향을 잡고 0point잡은 지점에서 +방향과 -방향으로 나타난다.
- 측정된 가속도의 단위는 무엇인가?
m/s²
5) 포토게이트
<실험 방법>
포토게이트를 고정시킨 후 자전거바퀴를 돌려 측정하였다.
<실험 결과>
- 처음 힘을 주고 그 다음부터 힘을 주지 않았기 때문에, 마찰력에 의해 속도가 감소할 것이라 추측했다.
- 시간 - 속도 그래프에서는 예상과 같이 속도가 조금씩이지만 감소하였고, 시간-가속도 그래프에서도 가속도가 모두 - 값을 가지고 일정한 가속도를 가지는 것이 보인다.
6) 마이크로폰
<실험과정>
- 마이크로폰을 인터페이스의 아날로그 단자에 연결한다.
- 마이크로폰을 손으로 잡고 목소리를 내면서 Collect 메뉴를 선택하여 자기 목소리를 기록해 본다.
- 기록이 끝난 후 이 파형으로 스펙트럼 분석도 해본다.
<실험결과>
7) 온도센서
<실험방법>
- 온도센서를 인터페이스의 아날로그 단자에 연결한다.
- 온도센서 프로브 끝을 손으로 잡고 체온에 의해서 온도변화를 확인한다.
- 수돗물을 비커에 채우고 그 속에 온도 센서를 넣어서 수온을 측정한다.
<실험결과>
→ 위 그림에서 빨간색 그래프는 막대 모양의 온도프로브로 측정된 체온그래프 이고 아래의 그림에서 파란색 그래프는 선 모양의 온도프로브로 측정된 실험 기계의 그래프 이다. 위 사진에서 보는 바와 같이 온도는 어느 특정값에 점점 수렴하고 있다.
8) 전류센서 및 전압센서
<실험 방법>
- 전류센서 및 전압센서를 인터페이스의 아날로그 단자에 연결한다.
- 피측정 전압 및 전류로 6V DC power supply와 100Ω/10W 저항을 연결하여 폐회로를 만들고 폐회로의 전류와 저항 양단의 전압을 측정한다. (전류센서 및 전압센서의 극성을 고려하여 연결한다. 전압과 전류의 값과 극성이 원하는 대로 나오는지 확인한다.)
※ 전류는 원래 단락된 자리를 비집고 들어가서 측정하므로 반드시 회로에 직렬로 연결한다. 이를 지키지 않으면 전류센서가 망가진다.
<실험결과>
9) 자장센서
<실험방법>
-자장센서를 인터페이스의 아날로그 단자에 연결한다. (자장도 벡터이므로 측정 방향을 잘 고려해야 한다. 프로브 끝의 흰 점이 보는 방향이 자장측정 벡터 방향이다.)
-자장 프로브를 수평으로 360도 돌려본다.
-또 원형 소형 자석의 자장을 측정해 본다. ※10cm 이내로 근접시키지 말 것!
<실험결과>
→ 자장 프로브를 360도 회전시킬 때 사인함수 모양의 지자기 그래프가 그려짐을 살펴 볼 수 있고, 180도 회전시킬 때 마다 자장의 값이 0이 됨을 확인 할 수 있었다.
→ 위의 그래프는 지자기를 측정한 그래프이고, 아래의 그래프는 원형 소형 자석의 그래프이다. 자석이 고정되어 있을 때, 미세하지만 자장의 값이 끊임없이 변하는 것을 알 수 있었고, 자석을 움직였을 때에도 자장 프로브는 연속적인 값을 측정할 수 있음을 살펴 볼 수 있었다.
10) 빛 센서
<실험방법>
- 빛 센서를 인터페이스의 아날로그 단자에 연결한다. (빛의 입사 방향을 잘 고려해야 한다. 프로브 끝의 청색 직사각형이 실리콘 광다이오드 센싱면으로 이 면에 피측정 빛을 입사시켜야 한다.)
- 프로브 앞을 검은 종이로 막아본다. 실내조명용 전등을 비추고 조명 광량을 측정한다. 손전등을 켜서 광센서를 비추고 광량을 측정한다.
<실험결과>

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