Transcript 벤딩실험메뉴얼
기계항공공학실험 I
# 변형센서로서 strain gauge부착, 측정실험
담당조교 : 이 충 희
보조조교 : 박 용 진
기계항공공학부 항공우주구조연구실
유의사항
실험태도 평가
실험 태도 불량 및 지각의 경우 감점
무단결석 또는 보고서 미제출 시 0점
결과보고서
개인별 보고서 제출
실험 후 일주일 이내로 제출 (EX. 목요일 실험 -> 그 다음주 목요일 오후 8시까지)
반드시 손으로 작성하고, 5장 이내로 할 것
결과값만 공유하고 Graph는 각자 그릴 것
실험결과와 discussion만 쓰고, manual에 있는 내용은 포함시키지 말 것
실험보고서 제출
벤딩실험 : 박 용 진 (301동 1357호, 880-7389, [email protected])
SNU Aerospace Structures Laboratory
http://aeroguy.snu.ac.kr
변형센서로써 strain gauge 부착, 측정 실험
결과 보고서에는,
실험에서 얻어지는 데이터로부터 적절한 보정을 통해 실험
목적에 부합하도록 stress-strain 그래프를 그리고, 재료의
탄성계수(Young’s modulus)를 이론 값과 비교한다.
Strain gauge 의 원리 및 측정 방법, Wheatstone bridge 의
종류와 원리 등에 대한 고찰을 수행한다.
7
12
strain - stress graph
x 10
10
Real Young's Modulus of material
72Gpa
8
stress
6
Young's Modulus by Experimentation
69.839Gpa
4
2
0
-2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
strain
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1.4
1.6
1.8
-3
x 10
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변형센서로써 strain gauge부착, 측정실험
실험목적
Strain Gauge를 이용하여 변형을 측정.
외팔보의 변형을 측정하고 정해와 비교해봄으로써 원리 및 측정 방
법을 익힌다.
Strain Gauge를 개개인이 직접 시편에 붙여봄으로써 Strain
Gauge의 정확한 사용법을 익힌다.
용어정의
Strain gauge
Gauge factor
Wheatstone bridge
Quarter bridge, half bridge, full bridge
Two-wire, three-wire
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변형센서로써 strain gauge부착, 측정실험
Strain gauge
측정하고자 하는 물체에 발생하는 변형량은 Backing 소재를 경유하여 변형
량 감지 저항체에 전달되어서 수축-인장을 하게 된다.
이런 저항체의 변화는 전기저항값을 변화시키게 되고 시험편 또는 구조물이
변형을 받게 되면 이것에 접착된 저항체도 같은 변형이 생겨서 저항값의 변
화를 가져오게 된다.
변형량과 저항변화 사이에는 일정한 관계가 있으며 이 저항값의 변화에서
변형량 값을 알아낼 수 있다
Strain gauge 선택시 고려사항
Gauge length and width
Gauge pattern
S-T-C
Gauge 저항 - 120, 350
접착제
브리지 선택
증폭기
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Wheatstone Bridge
• Bridge를 구성하는 저항이 모두 R
로 동일하다면
전압,전류의 관계에 의해 E0 0
• 저항 중 하나를 Strain Gauge로 바꾸면
스트레인 변화 ⇒ 게이지 저항의 변화
⇒
출력전압의 변화
E0
E R
4 R
⇒ 변형률 계산
⇒
•게이지 팩터 : 저항의 변화량과 변형률의 관계를 나타내는 무차원 계수
(실험에서는 GF = 2.1 이 사용됨)
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4 1
E0
E G .F .
G .F .
R
/
R
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Quarter Bridge
• Rg = Strain Gage의 출력 저항
• 4개의 Bridge중 하나만 입력신호로 사
용
• 출력의 크기와 상태가 상대적으로 좋지 않음
E
E0 GF
4
(근사된 식)
• 실제로는 도선의 저항 및 저항의 오차로 인해 평형상태 유지 불가
• 평형상태 유지(영점조정) 위한 회로 필요 → 가변저항 이용
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Quarter Bridge에서 출력 전압 (E0) 계산
① Rg=R+ΔR 일 때, GF=(ΔR/R)/ε 이고, ΔR<<R
② Resistor divider
E0
Rg
R Rg
E
R
R R
1
R
E
E E
E
RR
R ( R R)
2
4 R 2R
ΔR<<R 일 때,
E0
E R E
GF
4 R
4
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1. 경화제 살
짝
2. 접착제 극.소량
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변형센서로써 strain gauge부착, 측정실험
빨강
초록
하양
파랑
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빨강
초록
하양
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파랑
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