충격량 측정 및 원리 - 계측 및 신호처리

목차

1. 실험목적 및 의의
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 게산방법
5. 실험결과
6. 오차원인 분석 및 고찰

본문내용

1. 실험목적 및 의의
로드셀의 원리와 동적하중의 운동량, 충격량, 에너지 소실 계수를 이해하고, 로드셀을 이용하여 충돌 실험을 진행한다. 실험이 진행되는 과정에서 1차 충돌과 2차 충돌을 구분하여 운동량과 충격량의 관계와 에너지 소실계수에 대해 고찰해본다. 또, 얻어지는 값을 통해 이론과 실제 실험값의 비교를 통해 오차를 구하고 차이가 발생하는 원인을 분석하여 본다.
2. 실험이론
Ι. 로드셀
① 로드셀이 무게를 받으면 압축되거나 늘어나는 등의 변형이 일어나는데, 이 변형량을 변형 측정 장치가 전기신호로 검출한 뒤 컴퓨터 장치에 의해 디지털 신호로 바꾸면 무게가 숫자로 나타난다. 이렇게 하기까지는 복잡한 과정을 거치는데, 우선 로드셀의 각 부위에 걸리는 무게의 분포 상태를 컴퓨터로 계산, 로드셀의 형상을 컴퓨터로 설계한다.
이 로드셀의 발전은 스트레인 게이지의 발전과 함께 발전하게 되었으며, 스트레인 게이지식 로드셀을 가장 광범위한 응용분야에 이용되게 하였다. 그로인해 스트레인 게이지식 로드셀은 하중감지 센서 중 가격과 기능면에서 가장 경쟁력 있는 하중감지센서로 자리 잡게 되었다. ②
② 로드셀의 원리
스트레인 게이지식 로드셀은 1조의 스트레인 게이지를 금속 탄성체에 접착하고 그 탄성체에 하중을 가했을 때 일어나는 스트레인을 스트레인 게이지의 저항의 변화로 검출하여 하중을 정하는 하중변환기(Force Transducer)의 총칭이다.
탄성체에 접착된 1set의 스트레인 게이지는 전기적으로 휘스톤브리지 회로를 구성하도록 접속되어 있고 하중에 의한 변형량으로 인해 스트레인 게이지가 변형되고, 저항치 변화에 의해 브리지 회로에 불균형 전압이 발생하게 된다. 이 때, 브리지 회로에 압력전압을 일정하게 하면 출력전압은 가해진 하중에 비례하게 되고, 이 출력전압을 측정하여 하중(무게)를 정밀하게 읽어낼 수 있다.
입력하중을 받는 탄성체에 스트레인이 발생하고, 이때의 압력과 스트레인의 관계는 응력의 크기가 탄성체 재료의 탄성한도 내에 있으면 비례하고, 비례정수는 종탄성계수가 된다. 로드셀은 상기 원리로 탄성체의 스트레인을 얻으며 그 스트레인에 상당하는 저항변화로 출력신호를 얻어낸다.

참고자료

· 없음