기계공학기초실험-압력측정 결과 레포트

소개글

기계공학기초실험-압력측정 결과 레포트
결과및 고찰

목차

실험 결과
고찰 및 결론

본문내용

이번 실험은 압력과 전압을 비교하는 실험 이다.
간단히 말하면 압력과 다이아프램형 압력센서를 이용해 presure transducer를 통해 나오는 전압을 비교하는 실험이다.
우리가 실험에 쓴 기기는 사진에서와 같은 스트레인 게이지를 이용한 다이아프램형 압력센서이다.
이번 실험에서는 디지털 압력계의 고장으로 사용할 수 없었기 때문에 아날로그 압력계만을 이용해서 실험을 수행하였다.
내가 생각하기에 압력 계측에 대한 사용자의 요구는 보통 측정 범위의 확대, 정밀도의 향상, 측정 유체의 다양화, 소형화, 저가격화이라고 생각 한다. 그 중에서도 가장 사용자가 원하는게 정밀도의 향상이 아닌가 생각한다.
이번 결과에서도 보듯이 압력에 따른 전압은 실험자에 따라 다른 형상을 보였다.
아날로그 압력계를 통해 계측을 하다보니 정확한 압력을 측정하기 어려웠고 실험자에 따라 보는 압력이 달랐기 때문이라고 생각한다. 만일 디지털 압력계가 작동이 되었다면 실험자에 따른 오차는 없어지고 압력센서나 presure transducer의 오차만을 고려할 수 있었을 것이다.
또한 압력이 조금씩 새나가기 때문에 가만히 놔두면 조금씩 전압이 떨어지는 걸 볼 수있었다. 압력을 맞추고 적절한 시간에 빠르게 전압과 압력을 측정하는 것도 중요했다. 더구나 아날로그 압력계는 부르돈관식 압력계인데 부르돈관식 압력계가 탄성체를 이용하여 압력을 측정하는 것이다. 그런데 이 탄성체가 외부의 요인에 의하여 정확하게 압력을 측정하지 못했기 때문에 결과가 조금씩 달라질 수 있다고 생각한다. 부르돈관식 압력계의 단점중에 하나인 기계적 마찰에 의한 오차가 발생했다고 볼 수 있다. 하지만 결과에서 보듯이 약간의 오차만 있을 뿐 거의 일정한 간격으로 차이가 나는 값들이 측정이 되었기 때문에 문제가 없다고 생각한다.
이 실험은 아날로그 압력계에 측정된 값을 스트레인 게이지을 이용하여 전압으로 변경을 시키는데 스트레인 게이지는 기계적인 미세한 변화(Strain)을, 전기신호로 해서 검출하는 센서로서 가변저항의 원리를 이용한 것이다. 일반적으로 금속재료의 저항치는 외부로부터 전해지는 힘(압력)이 늘어나면 증가하고, 압축되면 감소하는 성질을 가지고 있음을 이용하여, 이 저항의 변화를 출력전압을 통해 해석함으로써 스트레인 게이지의 변형률을 알 수 있고, 이 변형률을 통해 가해진 압력을 계산해 낼 수 있는 것이다. 예를 들면 최초의 길이L의 물체가 Δℓ만큼 늘어났다 하고, 최초 R이었던 저항치가 Δr만큼 변했다고 하면 다음과 같은 관계가 성립된다.

참고 자료

[1] 한국과학기술원 기계공학과,『기계공학실험』, 청문각, 2005
[2] 이병호,『최신 기계공학실험』, 인터비젼, 2005
[3] http://www.pdk.co.kr/product/sensys/print/pmc.htm