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스트레인 게이지

등록일 : 2013-04-29
갱신일 : 2013-04-29


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스트레인 게이지
1. 목적
Strain Gage의 기본원리와 사용 방법숙지,
계산한 실험값과 이론값을 비교.
결과 그래프를 이용하여 하중을 직접 계산. (미지의 무게 계산)

2. 실험 이론
2-1. 스트레인 게이지
스트레인 게이지는 1856년 LOAD KELVIN 에 의해 그 원리가 발견되었다. 이것은 [금속체는 외력을 가하면, 변형한다.]라는 당연한 것에서, 금속 저항체를 당기면 길어지는 동시에 가늘어지고, 전기저항이 증가한다는 원리이다.
또 그 반대로, 압축되면 줄어들고 전기저항은 감소한다. 이 원리를 응용해서 만들어진 것이 스트레인 게이지이다. 스트레인 게이지는 가해진 변형(치수의 변화)에 의해서 전기 저항치가 변화하는 원리를 응용해서 우선 금속저항선 게이지가 고안되고 이어서 박(箔)게이지나 반도체 게이지가 개발되었다. `변형`이라는 것은 치수의 변화인데 그 변형을 측정함으로써, 물체에 가해진 힘응력을 측정할 수 있다.
스트레인 게이지는 최초에는 단순한 응력 측정 수단으로서 사용되고 있었으나, 최근에는 재료, 구조물의 응력, 힘, 변형, 압력, 변위 등 외력에 의한 변화를 측정할 뿐 아니라, 그 응용 범위는 점점 넓어지고 있다. 또, 물체에 여러가지 물리 현상을 변형으로 변환해서 측정하는, 즉 물리현상 → 변형 → 전기 신호의 변환기로서, 하중, 장력, 압력 등의 전기적 변환기( 보통 트랜스듀서라고 함)가 출현한 후에 연구, 시험 단계를 거쳐 공업 프로세스에서의 관리 계기나 자동 제어 기기에도 응용되고 있다.

2-2. 스트레인 게이지 원리
Strain Gauge는 금속저항소자의 저항치 변화에 따라, 피측정물의 표면의 변형을 측정하는 것이다. 일반적으로 금속 재료의 저항치는 외부로 부터의 힘에 따라 늘어나면 증가하고 압축되면 감소하는 성질을 가지고 있다. 예를 들면 최초의 길이 의 물체가 만큼 늘어났다 하고 최초 R이었던 저항치가 만큼했다고 하면 아래와 같은 관계가 성립된다.
…(생략)
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