(홍익대학교) 계측 및 신호처리 - 스트레인 게이지(Strain Gage)

소개글

(홍익대학교) 계측 및 신호처리 - 스트레인 게이지(Strain Gage)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Strain Gage 활용


1. 실험목적

2. 실험이론
　① 스트레인게이지의 기본구조
　② 응력과 변형률
　③ 후크의 법칙
　④ Strain Gage 측정원리

3. 실험방법

4. 실험 결과 계산
　① 조건
　② 이론값 계산

5. 결과 분석 및 고찰

6. 참고문헌

본문내용

값을 측정하고, 추(1kg)와 추걸이(0.16kg)를 설치하고 측정값을 읽어와 기록한다.
4. 실험 결과 계산
① 조건
, , , ,
② 이론값 계산
굽힘 응력의 식은 이고, , , 이다. 그리고 시편의 탄성계수 이다. 그리고 힘 이다.
식를 정리하면
과 같은 식이 된다.
L (cm)
(모멘트)
(굽힘 응력)
(변형률)
Inner
31.85
3.620708
36993185
0.000184966
Outer
7
0.79576
8130370
4.06519*
▶ Inner 계산
(모멘트) →
(굽힘 응력) →
(변형률) →
▶ Outer 계산
(모멘트) →
(굽힘 응력) →
(변형률) →
③ 측정값 계산
측정 1
측정 2
(변형률)
Inner
-466.0
-310.7
0.000155
Outer
366.5
413.2
4.67*
▶ (변형률) → [(측정2)-(측정1)]*
④ 이론값과 실험값 비교 (오차 계산)
실험 오차는
이 된다.
오차(%)
Inner
0.000184966
0.000155
Outer
4.06519*
4.67*
5. 결과 분석 및 고찰
위에서 Inner와 Outer 에서의 변형률을 계산하였다. 실험을 통해 가 나왔고, 의 값이 나왔다. 이 값을 통해 Inner(15cm) 지점의 변형률이 Outer(10cm) 지점의 변형률보다 크다는 것을 볼 수 있다. 이것으로 굽힘 응력이 Inner 부분에서 더 크다는 것을 알 수 있다.
다음으로 오차를 살펴보면, Inner에서는 의 오차가 나왔으며, Outer에서는 의 오차가 나왔다. 오차의 원인을 살펴보면 다음과 같다.
첫 번째 오차의 원인은 추를 올려 놓을 때의 진동을 생각할 수 있다. 추를 올려놓고 바로 측정을 하다보니 시편의 진동이 생기게 되고, 컴퓨터를 통해 나오는 수치가 계속적으로 변화하는 것을 볼 수 있었다. 진동이 감쇠될 때까지 조금의 시간을 두고 수치가 안정된 후 측정한다면 오차를 줄일 수 있다.
두 번째 오차의 원인은 스트레인게이지를 만드는 과정에서의 불완전성이다. 우리는 스트레인 게이지를 만들기 위해 직접 연마를 하였고, 이 과정에서 기계로 한 것보다 연마가 덜 되었으며, 스트레인 게이지 부착 과정에서 소량의 이물질 유입도 없이 부착하는 것은 불가능하며, 칼로 십자 선을 표시한 부분의 중앙에 정확하게 놔두지 못한 점도 오차의 원인이 되었다.
다음으로는 시편의 상태가 좋지 않다는 것이다. 시편 중 대부분이 처음 봤을 때부터 휘어져있는 상태였으며, 그것으로 인해 시편의 정확한 길이 측정을 할 수 없었고 부정확한 길이를 가지고 이론값을 계산하다보니 오차라 생겼다. 그리고 자를 가지고 사람의 눈으로 길이 측정을 하였으며, 짧은 자를 사용하다보니 길이에서의 오차가 발생하였다.
네 번째 오차의 원인은 추를 올려놓는 것에 있다. 추를 올려놓는 위치도 사람이 올려놓다보니 정확하지 않았고, 시편과 같은 평평한 보에 올려놓는 용도로 만들어진 것이 아닌 추걸이를 사용하다보니 위태해보였으며, 시편의 수직방향으로 같은 힘들이 가해지는 것이 아닌 한 쪽으로 힘이 더 많이 실리는 것을 볼 수 있었다.
마지막으로 측정 기계 자체의 정확성과 실험의 반복성의 문제이다. 기계를 통해 측정하는 값 또한 약간의 오차를 가지고 있으며 이것도 작지만 오차를 만들어 낸다. 또한 실험을 단 한번으로 끝내기 때문에 정확한 값을 얻지 못하며, 여러번 실험을 반복하여 측정값들의 평균으로 계산을 할 수 있는 환경이 주어진다면 더 정확한 값을 이끌어 낼 수 있다.
6. 참고문헌
Mechanics of Materials 5th, R.C. Hibbeler, YOUNG, 2005
http://cafe.naver.com/digitalemc.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=921&topReferer=http://cafeblog.search.naver.com%26imgsrc=data27/2007/10/15/52/%C1%A6%B8%F1_%BE%F8%C0%BD_jwhgej.jpg
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=35981
http://blog.naver.com/jnation?Redirect=Log&logNo=130026171697
http://www.scienceall.com/dictionary/dictionary.sca?todo=scienceTermsView&classid=&articleid=257681&bbsid=619&popissue=

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