[계측 및 신호처리] 압력 측정

소개글

[계측 및 신호처리] 압력 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 부르돈관(Bourdon-Tube) 압력계
1) 측정원리
2) 압력계 원리
3) 부르돈관의 구조
4. 스트레인 게이지형 압력변환기 (pressure transducer)
1) 측정원리
2) Diapehagm
다) 격막식 압력계
3) Diaehagm 압력계의 장,단점
5. 냉매113의 포화증기표
6. 실험장치 및 방법
1) 실험장치
2) 실험순서
7. 실험결과 및 토의
1) 측정 결과 (온도 상승)
2) 측정 결과 (자연대류 냉각과정)
8. 토의 사항

본문내용

용기를 밀폐한다.
② 스위치를 켠다. 전압조정기(slidacs)의 전압을 70V로 조절하여 압력용기 내부의 온도를 R113의 대기압 하에서 끊는 온도인 48도 이상 약 50도 정도까지 천천히 상승시킨다. (이 때 압력용기 내부의 압력이 공기의 분압에 의해서 표화증기압 보다 높게 측정됨을 주목하 라.)
③ 전압조정기의 전압을 0 V로 낮추고 스위치를 끈 다음 냉매 주입밸브를 아주 천천히 열 어서 압력용기 내부에 남아있는 공기를 배출한다. 압력용기의 압력이 거의 대기압으로 떨 어졌을 때 냉매 주입밸브를 신속히 닫는다.
④ 다시 스위치를 켜고 전압조정기의 전압을 70V 로 조정한다.
⑤ 50도에서 시작해서 압력용기 내 냉매의 온도를 90도까지 1분에 약 1도 정도씩 서서히 증가시키면서 (온도의 상승률은 전압조정기의 전압을 70V에서 시작해서 5V 씩 증가시키 면서 적절히 조절한다.) 5도 간격으로 다이얼게이지와 압력변환기로 측정되는 압력을 기록 한다.
⑥ 90도까지 측정이 완료되면 전압조정기를 사용해서 전기 가열기에 공급되는 전력을 차 단한다.
⑦ 냉매 113의 자연대류 냉각과정 중 냉매의 온도를 감시하면서 다이얼게이지와 압력변환 기로 측정되는 압력을 다시 한번 측정한다.
⑧ 자료를 검토하고 반복실험을 수행한다.
7. 실험결과 및 토의
온도 (‘C)
50
55
60
65
70
75
80
85
90
포화압력 (bar)
1.098
1.289
1.505
1.775
2.018
2.320
2.656
3.027
3.436
다이얼압력계압력 (bar)
0.197
0.296
0.493
0.691
0.987
1.233
1.579
1.973
2.467
압력변환기출력 (V)
0.165
0.285
0.486
0.656
0.876
1.107
1.390
1.702
2.028
압력변환기압력 (bar)
0.082
0.230
0.466
0.670
0.934
1.211
1.551
1.925
2.224
1) 측정 결과 (온도 상승)
그래프
온도 (‘C)
50
55
60
65
70
75
80
85
90
포화압력 (bar)
1.098
1.289
1.505
1.775
2.018
2.320
2.656
3.027
3.436
다이얼압력계압력 (bar)
0.197
0.296
0.493
0.691
0.987
1.085
1.727
1.973
2.467
압력변환기출력 (V)
0.157
0.276
0.419
0.656
0.831
1.006
1.430
1.710
2.028
압력변환기압력 (bar)
0.072
0.215
0.333
0.670
0.880
1.090
1.599
1.935
2.224
2) 측정 결과 (자연대류 냉각과정)
그래프
8. 토의 사항
1) 포화압력, 다이얼압력계 압력, 그리고 압력변환기 압력이 일치하는지 분석하고 그 차이와 이유에 대하여 설명하시오.
이 실험의 목적은 가장 많이 사용되어지는 부르돈관 압력계와 스트레인 게이지형 압력변환기를 사용하여 열을 가한 냉매 113에 대하여 온도와 증기압력의 상관성에 대해 알아보는 실험이다.
실험의 대략적인 순서는 전압발생기를 사용해 전압조절기에 전압을 공급하고 공급된 전압이 히터로 전달되어 열로 바뀌어지게 되며 그리하여 압력탱크 내에 있는 냉매 113의 온도를 50~90'C까지 가열하게 된다. 탱크내의 압력은 다이얼 게이지로 읽을 수 있으나 계기판의 조밀도가 떨어져 오차가 발생하기 쉽다. 공급되는 전압은 트랜스듀서로 압력값을 얻을 수 있다. 그리고 공급되는 전압을 압력 변화기를 통해 알 수 있다. 압력변환기 압력과 다이얼 압력계 압력은 절대압력이므로 측정값에 1기압을 더하여 계산해야 한다. 위의 표와 그래프를 참고해 보면 압력변환기에서의 압력, 출력값, 다이얼 압력계의 압력값은 거의 같은 결과값이 나왔으며, 이론적인 포화압력 표와의 차이는 압력탱크내의 잔여 공기를 제거할 때 잔여 공기를 완전하게 제거하지 못한 것과 온도가 상승할 때 온도가 일정하게 유지되는 구간을 무시하고 온도가 오른 시점에서 측정하였기 때문이라고 생각된다. 이런 오차의원인을 제거 한다면 각 온도에 해당하는 포화 증기압과 다이얼 압력계,압력 트랜스 듀서를 통해 측정되는 압력은 정확히 같아지게 될 것이며 아울러 더 정확한 값을 얻기 위하여 여러번의 반복 실험을 해야 할 것이다.
2) 시험의 오차 및 정확성에 대하여 기술하시오.
다이얼 게이지의 눈금을 읽을 때 눈금이 조밀하게 나타나 있지 않아서 눈금을 읽을 때 사람마다 다르게 눈금을 읽을 수 있다.
예비실험에서 냉매 113을 가열한 후 잔여공기를 제거할 때 완전히 100% 제거하기가 어려웠다.
온도 상승 곡선에서 일정 온도의 유지 구간이 있음을 무시하고 그 온도에 도달한 시작 지점에서 실험값을 측정한 것이 오차의 원인이 된 것 같다.
온도가 상승하였을때 측정값을 기록하였고 온도가 하강하였을때는 하강한 시점을 측정값으로 기록하였으므로 오차가 발생한다.
압력변환기의 케이블을 연결할 때 돌출되어 있는 전선들에 저항이 생기게 되었다.
3) 실험장치의 개선이 필요할 경우 제안하시오.
예비실험에서 냉매 113을 가열하고 난 후 잔여 공기를 배출할 때 불필요한 공기가 완전히 제거되었는지 알 수 있는 실험 장치가 있었다면 더욱 정확한 실험을 할 수 있을꺼라고 생각한다.
다이얼 압력계를 측정할 때 눈금이 조밀하게 나와있지 않다. 그러므로 사람이 보는 각도에 따라서 값이 다르게 보이므로 정확하게 눈금을 읽을 수 있도록 눈금을 세분화한 장치가 있었다면 오차를 줄일 수 있다고 생각한다.
applied pressure(bar)
tranducer output (VDC)
0.0525
0.1434
0.6495
0.6409
1.25
1.1413
1.8584
1.6480
2.4361
2.1293
3.0448
2.6361
3.6287
3.1218
4.2593
3.6474
4.8580
4.1421
5.4541
4.6418
6.0003
5.0990
참고자료

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압력 측정,   계측및신호처리,   홍익대학교,   기계,   부르돈관,   홍대,   계측,   신호처리