[재료역학실험] 로드셀 예비, 결과 보고서

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본문내용

찰
이번 실험은 탄성체에 하중을 가했을 경우 탄성체가 변형되는 원리와 로드셀의 측정원리를 이용하여 외팔보의 변위 측정과 로드셀의 안정성, 신뢰성을 측정하는 실험을 하였다. 외팔보에 Strain gage식 로드셀을 부착한 후 하중(load)을 2kg에서 10kg까지 증가시켰다가 다시 감소시키는 실험을 반복하여 보의 변형을 측정하고 로드셀의 출력전압의 변화를 측정하여, 정격출력, 감도, 비직선성, 하중이력 등의 차이를 살펴보았다.
실험에서의 오차값 즉, △V1과 △V2을 이용하여 로드셀의 정격출력, 감도, 비직진성, 하중이력등을 계산할 수 있고 이는 로드셀의 안정성과 신뢰성을 판단하는 기준이 되는데. 이번실험에서는 오차값들이 너무 작아서 확실한 형태의 그래프를 얻을 수가 없었다. 하지만 오차값들이 작다는 것은 이번 실험에서 사용한 로드셀이 안정성과 신뢰성측면에서 비교적 우수하다는 판단을 할 수 있었다.
모든 실험이 그렇듯이 오차없이 정확한 결과값이 나오는 것은 현실상 불가능하다. 이번 실험에서도 작은 값이지만 오차가 발생하였고, 실험내용을 분석하여 오차의 원인을 찾아보면 다음과 같을 것이다.
우선 실험에서 결과값을 출력해주는 Strain indicator를 ON 하고 30분 이상 warming up을 시켜주어야 하는데, 바로 실험에 들어가 약간의 차이를 보였을 것이다. 이번 실험은 한쪽이 고정되고 끝단에 집중하중이 가해지는 외팔보를 이용한 실험이었는데 실험에 사용한 재료가 오랬동안 사용되어왔던 재료이기 때문에 초기상태의 재료에서 약간 변형이 되었을 것이다. 로드셀은 전기의 저항변화를 이용하기 때문에 실험시 미세한 변화에도 민감하게 반응할 수 있다. 실험장치가 장착되어있는 테이블 위에 다른 물건들을 올려 놓거나 힘을 가하게 되면 측정치에 오차가 발생할 수 있다. 이번 실험에서도 같은 테이블에서 다른 조와 같이 실험을 하다보니 미쳐 생각지 못한 부분에서 오차가 발생한 것 같다. 하중을 가하면 indicator의 수치는 올라갔다 내려오다 한 후 시간이 지난 후 일정한 점으로 수렴하게 되는데, 하중을 가한 후 충분한 시간을 같지 않고 수치를 측정하다 보니, 약간의 차이가 발생하였을 수도 있다. 하중을 가하거나 감할 때 추걸이가 흔들리는 것을 볼 수 있는데 손을 이용하여 잡아주기는 했지만, 미세한 흔들림까지 없애기는 매우 힘들었고 이는 오차가 발생하는 원인이 되었다. 몇가지 오차의 원인들을 살펴 보았는데 이외에도 정밀하고 정확한 결과를 얻고자 한다면 실험실내의 온도변화, 습기, 테이블의 진동 등 미세한 부분까지 신경을 써서 실험을 해야 할 것이다. 이러한 오차요인들을 제거하고, 충분한 시간을 두고 실험에 임한다면, 보다 정확한 값을 얻을 수 있을 것이라고 생각한다.
7. 참고 문헌
기중형 로드셀 감지부의 설계변수의 따른 비선형 거동해석, 이춘열, 강대임, 대한기계학회 논문집
외팔보형 로드셀의 최적형상 설계에 관한 연구, 박규택, 연세대 산업대학원, 1988
스트레인 게이지를 이용한 응력 측정민 응용, 강대임, 대한기계학회지: 기계저널,1993

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로드셀 예비,   재료역학실험,   스트레인게이지