힘측정(결과)

소개글

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목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 결과
6. 고찰
7. 결론
8. 부록

본문내용

1. 목적
보의 변형을 이용하여 힘을 측정하는 방법에 관한 기초 이론을 습득하고, 스트레인 게이지를 통한 물체의 변형을 측정함으로서 힘의 크기를 측정하는 방법을 알아보도록 한다.
2. 이론
1) 힘은 다음 식과 같이 Nwewton의 운동법칙에서 정의되는 물리량이다.
힘의 크기를 직접적으로 측정하는 방법은 없으나, 힘의 작용으로 발생하는 현상을 이용하여 힘을 측정한다. 힘의 작용으로 발생하는 현상은 운동을 하고 있는 물체는 운동의 변화를 측정하면 될 것이고 운동을 하지 않고 있는 물체는 물체의 변형을 측정함으로써 힘의 크기를 측정할 수 있다.
이 실험에서는 보의 변형을 이용하여 힘을 측정하는데 물체의 변형을 측정하기 위한 센서로는 스트레인 게이지를 사용하고, 신호처리와 디지털 변환은 컴퓨터 자료획득장치(DAQ)를 사용한다. 측정된 자료의 출력과 저장은 Labview를 사용한다.
한쪽 끝이 고정되어 있는 외팔보의 자유단 끝에 하중을 걸면 보는 변형을 일으킨다. 외팔보가 집중하중을 받을 때 외팔보 전체에는 이론적으로 순수 굽힘 모멘트가 발생한다. 외팔보가 하중을 받는 상태는 아래 그림과 같다.
위의 그림에서 고정된 끝으로부터 길이 a 인 곳에 집중력 P를 받는 보에서 발생하는 굽힘 모멘트 Mb을 구하면
이다. 순수 굽힘 모멘트를 받는 보에 발생하는 변형을 계산하기 위해 아래그림을 살펴보자.
- 스트레인 게이지의 특징
① 검출단,변환기,지시,기록계등과 측정장치와 분리
② 원격측정이 가능하다.
③ 정도 신뢰성이 양호
④ 소형이며, 응답성이 빠르다.
⑤ 출력치의 연산이 가능하다.

- 스트레인 게이지의 구조
① 변형량 감지 저항체(Strain Sensing Alloys)
실제적인 변형을 감지하는 부분으로 여러 가닥의 저항선으로 구성되어 있어 변형치를 증폭할 수 있도록 되어있다. 재질은 용도에 따라서 다양하지만 가장 보편적으로 쓰는 재질은 니켈, 구리 합금인 constantan을 많이 사용한다.

참고 자료

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http://imagesearch.naver.com/search.naver?where=idetail&query=%BA%EA%B7%B9%B5%E5%BA%B8%B5%E5&from=image&ac=1&sort=0&res_fr=0&res_to=0&merge=0&start=5&a=pho_l&f=nx&r=5&u=http%3A%2F%2Fblog.naver.com%2Fpes642%3FRedirect%3DLog%26logNo%3D110004356119
http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=11&dir_id=110202&eid=ltUBdGTM/eVkcdYVdGILl5yVcMALXSKD&qb=yNa9usXmuuq4tMH2
http://blog.daum.net/belife9/9700672
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http://100.naver.com/100.nhn?docid=222029