분야
hwp2)이론
3)실험 장치
4)실험 방법
5)결과
6)고찰
7)결론
8)부록
-관련 Data
- 힘의 측정방법과 그 원리에 대해 알아보고 휘이트스톤 브릿지 회로와 힘 측정 장치를 이용하여 실험해본다.
2. 이 론
1)힘의 크기, 변형
힘은 Newton 의 운동법칙에서 정의하는 물리량이다.
< 그림1. 외팔보의 굽힘 모멘트 발생 >
한쪽 끝이 고정되어 있는 외팔보의 자유단 끝에 하중을 걸면 보는 변형을 일으킨다. 이 외팔보가 집중하중을 받을 때 외팔보 전체에는 이론적으로 순수 굽힘 모멘트가 발생한다.
위 그림처럼 외팔보의 변형에 따른 물리량들을 문자들로 표시한다면 굽힘 모멘트는 다음 식과 같다.
y 지점에 발생하는 변형률과 재료의 탄성률을 E 라고 했을 때, 이 변형에 의해 발생하는 응력을 계산 하면
그리고 이 식들을 이용하여 스트레인 게이지로부터 얻어진 외팔보 표면의 변형 값을 이용, 힘을 측정 한다.
2)스트레인 게이지 (Strain Gage)
-스트레인 게이지는 저항의 길이 변화에 따른 저항 값을, 변화를 측정하여 측정 대상 물체 표면에서 발생한 변형률을 측정하는 센서이다. 스트레인 게이지는 원리상 특정 방향의 길이 변화만을 측정하도록 설계 되어 있다. 이 방향의 변형률을 이라고 할 때 다음을 게이지Factor (단위 변형률에 대한 저항 변화율) 이라고 부르며 이는 스트레인 게이지의 감도를 나타낸다.
변형 량 감지 저항체는 여러 가닥의 가는 선을 한 방향으로 배열하여 직렬 연결함으로써 감지 량을 증대시킨다. 용도에 따라 Constantan, Karma, Nichrome등 금속합금이 쓰이고 있으나 구리와 니켈의 합금인 Constantan을 가장 많이 쓰며 두께는 대략 5㎛정도로 사용한다.
