[기계과 공학실험]길이측정

소개

기계공학과 공학 실험2의 길이 측정에 관한 레포트입니다.
A+자료입니다. 좋은 자료이길 바랍니다.

목차

1. 실험의 목적
2. 이 론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 결 과
6. 고 찰
7. 결 론

본문내용

1. 실험의 목적

전위차계를 이용하여 길이를 측정해 보고, 차동 변압기에 대해 이해함을 목적으로 합니다.


2. 이 론

1) 전위차계
퍼텐셜미터라고도 하며 정확하게 값이 알려진 저항과 짝지우면 직류전류를 정확하게 측정할 수 있습니다. 전압계와의 가장 큰 차이는, 전압계는 전류를 이용하여 측정하는 반면 저위차계는 측정되는 대상에서 전혀 전류를 취하지 않는다는 점입니다. 이와 같은 방법을 영위법이라고 합니다.
전위차계는 위치(회전형의 경우는 회전각)를 전압(저항변화)으로 꺼내기 위하여 슬라이드 접점이 저항 소자 상에 접촉하면서 움직여, 접점의 변위량에 따른 저항 변화를 일으키는 이른바 가변저항기의 일종입니다. 일반 볼륨에 사용되는 가변 저항기와 다른점은 제어 루프 속에 넣어져 가동하기 때문에 마찰이나 관성부하가 적게 설계되었고, 항상 접촉하면서 움직이는 것을 전제로 하기 때문에 접촉부의 장수명화가 목표로 제작된 점이 다릅니다.
동작 형태에 따라 직선 혹은 회전 변위를 측정할 수 있으며, 이들 모두는 최종적으로는 전압 출력을 냅니다.
<전위차계 회로도>

위의 그림을 보면 단자 1과 3에 공급되는 일정한 전압 V13에 대한, 센서의 출력 V23(단자 2와 3에서 얻을 수 있습니다.)의 비는 해당 전압이 걸리는 저항의 비와 같습니다.
전위차계에서 고려해야 할 중요한 성질 중의 하나는 부하 저항 RL의 영향입니다. 만일 부하 저항이 무한대라고 보면, 부하전압 VL의 전위차가 V23에 비례하겠지만, 유한한 경우에는 센서의 선형적인 출력을 비선형적인 관계로 왜곡시키게 됩니다.

2) 선형 가변 미분형 변압기
장치의 변위 센서는 코어가 움직이는 거리에 따라 측정되고 이러한 변위의 결과로 가변 아날로그 전압이 출력되는 변압기입니다. 일반적으로, 변압기(transformer)는 전기적 에너지를 같은 형태의 에너지로 변환하는 장치이며 전압 대 전류의 비율로 변환합니다. 손실이 없다면 전체 입력 에너지는 전체 출력에너지와 같습니다. 변압기는 코일의 감긴 권선의 횟수에 의해 전압이 증가하고 감소하므로 상당전류는 전압에 반대로 변환되며 이는 두 코일의 권선수가 다르기 때문입니다. 전기에너지는 코일을 통해 자속(flux)을 생성하며 자속은 권선수에 비례하여 2차 코일에서 전압을 유도하게 됩니다. 2차 코일에 감긴 횟수가 클수록 전압은 더욱 커지나 전류는 더욱 작아지게 됩니다. 그러나 2 차측의 유도된 전압은 자속의 세기에 따라 좌우됩니다. 만약 철심 코어가 없다면 자기력선(flux line)은 분산되고 자기장의 힘이 감소하게 됩니다. 따라서 2차 유도전압은 간단하게 되며, 철심 코어가 존재한다면 자기력선은 내부로 집중되어 자기장이 강해지며 유도전압도 강해집니다. 이러한 방식으로 아래 그림에서 나타낸 바와 같이 LVDT 에서 가변 전압을 생성하게 되는 것입니다. LVDT 의 출력은 코어의 입력위치에 따라서 정확히 선형적인 성격을 띠게 됩니다.

참고자료

· 없음