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2016년 5월 2일 월요일

기계공학 올립니다 스테인게이지(Strain Gauge)에 관해서 다운받기

기계공학 올립니다 스테인게이지(Strain Gauge)에 관해서

[기계공학] 스테인게이지(Strain Gauge)에 관해서

Strain Gauge
Strain
Strain Gauge
Strain Gauge의 원리.
Strain Gauge의 구조.
Strain Gauge의 종류.
Strain Gauge의 측정방법.
Strain Gauge의 응용분야.
Strain
변형도(變形度) 또는 변형률(變形率).
어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에 대하여 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 값.
1x10-6 strain 을 기준으로 함.
주로 토목공학 기계공학 건축공학 항공공학 조선공학 등 구조물이나 기계요소의 해석과 설계를 다루는 분야에서 이들 구조요소가 외부의 힘을 받아 변형이 발생할 때에 사용되는 용어.
Strain Gauge
물체에 힘이 작용하여 물체의 변형이 일어나는 효과를 이용하여 재료의 응력, strain을 측정하는 센서.

얇은 전기절연물 Base 위에 격자모양의 저항선 또는 포토에칭 가공한 저항박을 입히고, 인출선을 붙인 것.
측정대상물의 표면에 전용 접착제로 접착하여 측정.
Strain Gauge의 원리
저항 소자의 길이 변화율과 저항의 변화율이 비례하는 특성을 응용한 것

피측정물과 Strain Gauge는 완전히 접착.
→ 피측정물에서 발생하는 변형량은 변형량 감지 저항체에 그대로 전달.
→ 저항체의 변화는 전기 저항값의 변화를 유발
→ 변형량과 저항변화 사이에는 일정한 관계가 있으며 이 저항값의 변화에서 변형량 값을 알아낼 수 있다.
Strain Gauge의 구조

Strain Gauge의 종류
저항에 의한 분류

저항선게이지 (저항 세선(細線))
저항박게이지(저항박)
반도체게이지 (반도체 단결정)
증착게이지
(금속 또는 반도체)
기본재료에 의한 분류

이클라이트게이지
애폭시게이지
폴리에스테르게이지
폴리아미드게이지
Strain Gauge의 종류
형상에 의한 분류

단축게이지
로제트게이지
특수게이지

용도에 의한 분류

사용온도에 의함

저온(-290°C ∼ 상온)
상온(-30 ∼ 150°C)
고온(150°C 이상)
Strain Gauge의 종류
측정변형의 상태

대변형게이지
응력 집중게이지
매설형게이지
다이어프램게이지
사용 환경에 의함

항자성게이지
방수게이지
무유도게이지

Strain Gauge의 측정방법
측정대상물에 Strain 이 발생하면, Strain Gauge 의 Base 를 경유해서 저항선에 Strain이 전달되어 온다. 발생한 Strain 에 대응한 저항변화와 Strain 의 관계는 다음식과 같이 된다.
ε : 구하는 Strain
R : 게이지 저항
ΔR : Strain 을 받았을 때의 저항 변화량
K : 게이지율 (게이지 Case 에 기재)
Strain Gauge의 측정방법
Strain Gauge 의 저항변화는 미소한 값이기 때문에 휘트스톤 브릿지 회로를 이용해서 전압으로 변환한다.

e : 출력전압
E : 입력전압
R1 : Strain Gauge 의 저항치
R2 - R4 : 고정 저항치
Strain Gauge의 측정방법

R=R1=R2=R3=R4라고 하면 Strain Gauge에 Strain이 가해져 Strain Gauge의 저항R이 R+ΔR 이 되고 따라서, Strain 에 의한 출력전압 Δe(변화분)는

ΔＲ≪Ｒ

이다.
Strain Gauge의 측정방법

Strain Gauge 를 Strain 측정기에 접속하면 휘스톤 브릿지 회로가 구성되어, 브릿지 회로의 입력전압 (브릿지 전압) 이 Strain 측정기에서 공급되기 때문에, Strain 량 (ε)을 Digital 로 표시하거나 Analog 출력등으로 측정할 수가 있다.
Strain Gauge의 응용분야
로드셀 및 Torque 측정용 자동차 , 자기 부상 열차, 항공 우주, 건축 분야의 응력 측정 압력 측정 sensor,

다양한 물리량 변환기 가속도 변환기,
기계 부문, 유압 부문 의료 및 스포츠 분야

[1]

자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=14042398&sid=ddangkung&key=