[자연과학] 전기전자 공학 - 스트레인게이지 特性과 브릿지회로에 대하여
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작성일 20-03-07 09:00본문
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모든 기계나 구조물은 외부의 하중이나 힘을 받으면 변형한다. 이를 풀면,
이를 3차원적인 응력관계로 구하면,
으로 나타낼수 있다아
스트레인 게이지 브리지회로
저항 브리지회로는 스트레인 게이지를 사용할 때 특히 편리하다.
전기전자 工學 - 스트레인게이지 속성 과 브릿지회로에 대하여
스트레인 게이지
금속선이나 반도체에 길이방향으로 힘을 가하면, 저항 변화가 생긴다.
이라 하면,
프와송 비를 라고 하면, , ,
금속의 경우, 저항률의 변화분은 무시할 수 있으므로 가 되어, 이 된다 즉, 저항 변화률은 변형률 에 비례한다.
여기서, , 는 게이지 율(gauge factor)라고 한다. 단순한 길이 방향의 축하중에 마주향하여 볼 때,
工學에서 사용하는 스트레인(strain)은 크기가 작으므로 마이크로((, 10-6) 스트레인으로 쓴다. 단일 인장 시험편 또는 보(beam)이 굽혀질때 바깥쪽에 존재하는 단일 축 상태에 대한 응력과 스트레인의 관계는 다음과 같다. 다음 그림에서 게이지 1은 측정(measurement)을 위한 게이지이고, 게이지 2는 측정(measurement)부위에 가까운 곳이면서 힘을 받지 않는 위치에 부착한 동일한 게이지이므로 온도 보정용으로 사용된다 게이지 3과 4는 브리지 구성을 위해 설치된 고정 저항이며, 둘 사이에 가변 저항이 설치된 것은 브리지를 평형화 시키기 위한 것이다. 변형은 변형율(strain)으로 표시하며 변형량을 전체 길이로 나눈 값이다. 따라서 이를 합산하면 와 가 얻어진다.
아래 그림과 같이 평면에 직교하는 두개의 응력 (x, (y이 동시에 작용한다면, (x가 작용할 때 X방향으로는 가 작용하고 동시에 프와송 비로 인해 Y방향에는 만큼의 변형률이 생긴다.
분모의 2번째항을 무시하면, 가 된다 즉, 1( strain에 대해 가 된…(생략(省略))
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다.
이 관계는 탄성영역 내에서 이루어지는 조건으로서, 횡방향 스트레인( )은 다음과 같다.