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아주대학교 물리학실험2 정류회로(A+)

이번 실험은 정류회로를 구성해 교류로 주어진 전압을 직류로 변환하는 실험이었다. 정류회로의 기본 원리는 다이오드를 이용하여 교류 전압의 한쪽 방향만을 흐르게 하는 것이다. 다이오드는 전류가 한 방향으로만 흐르도록 하..

리포트| 2024.10.04| 9페이지| 1,000원| 조회(168)

물리학실험, 물리학, 정류회로, 물실, 물리학실험2, 물실2

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화학실험 기말고사 대비 정리노트

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학교| 2026.03.28| 1페이지| 2,500원| 조회(11)

일반화학실험, 실험, 기계공학, 화학실험, 기말고사

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아주대학교 기계공학기초실험 - Labview programming 1 (2024년 A+)

- 실험 결과 보고서 -Labview Programming 1과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2024년실험일자: 2024년실 험 조 명 :작성자 :공동 수행자 :점수아주대학교 기계공학과1. 실험 목적시스템 설계 및 응용 프로그램 개발 소프트웨어인 labview programming의 이용법을 배우고 이를 이용하여 다양한 함수를 생성한다. 또한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 나타나는 신호를 관찰하고, 각 함수에 대한 분석과 고찰을 진행한다.2. 실험 이론아날로그 신호는 연속적인 값을 가지며, 시간에 따라 변화하는 물리적 현상을 표현한다. 주로 온도, 빛 등의 자연 현상은 아날로그 신호로 표현된다. 디지털 신호는 이산적인 값을 가지며, 0과 1의 이진수 형태로 정보를 표현한다. 디지털 신호는 아날로그 신호를 일정 간격으로 이진수로 변환한 것이다. 이러한 과정을 샘플링(sampling)이라고 한다. 따라서 디지털 신호는 아날로그 신호와는 달리 연속적인 값을 가지지 않는다.계측할 때에 샘플링 주파수는 단위 시간에 얼마나 많는 최대 오차로, eQ=±Q/2 이다.3. 실험 장치 및 방법DAQ 디바이스그림입니다.원본 그림의 이름: CLP00000c383bf5.bmp원본 그림의 크기: 가로 256pixel, 세로 314pixel물리적 현상을 전기 신호로 변환하여 컴퓨터로 전달하는 장치이다.사용방법측정하려는 물리량에 맞는 센서를 선택한다.함수 발생기에서 원하는 파형을 선택하고 주파수 조절 노블를 이용하여 원하는 주파수를 설정한다.진폭 조절 노브를 사용하여 신호의 진폭을 설정한다.실험방법1. 오실로스코프와 DAQ 장비를 점퍼선으로 연결2. 아날로그 신호 연결 단자 중 GND와 AO 0을 선으로 연결한다.3. DAQ에 전선을 꼽은 뒤 일자 드라이버로 조정하여 DAQ에 전선이 물리게 한다.4. 실험 결과 및 고찰1) 난수 생성 프로그래밍그림입니다.원본 그림의 이름: CLP00000c380001.bmp원본 그림의 크기: 가로 1492pixel, 세로 517pixel난수를 생성하여 이를 그래프로 나타내었다. 프론트 패널에서는 웨이브폼 차트와 수직 토글 스위치를 생성하고 블록다이아그램에서 While 루프와 난수(숫자형)을 생성하여 난수는 웨이브폼 차트와, 불리언은 While 루프와 연결하여 프로그램을 작성하였다. 실험 결과 웨이브폼 차트를 보면 시간에 따른 진폭값이 0부터 1까지 무작위로 나타났다. 따라서 난수 생성 프로그래밍을 성공적으로 작성했음을 알 수 있다.위 프로그래밍에서 사용한 함수에 대해 설명하자면, 수직 토글 스위치(불리언)은 참과 거짓을 의미하는 1과 0만을 이용하는 방식의 데이터를 의미한다. 이것이 while루프와 연결되어 루프의 종료 조건을 설정하는 역할을 한다. 웨이브폼 차트는 프로그래밍한 함수를 그래프로 가시화하여 보여주는 역할을 한다. while 루프는 프로그래밍한 설정을 특정 조건을 만족할 때까지 반복하게 한다.2) Sine 함수와 난수 생성 프로그래밍그림입니다.원본 그림의 이름: CLP0000474c0001.bmp원본 그림의 크기: 가로 1670pixel, 세로 725p세로 744pixel세 번째 설정은 다른 설정값을 첫 번째 설정으로 유지하고, 진폭값만 1에서 5로 변경하였다. 그 결과 진폭이 기존보다 4만큼 커진 (-5,6)로 바뀌었다.그림입니다.원본 그림의 이름: CLP0000474c0003.bmp원본 그림의 크기: 가로 1668pixel, 세로 739pixel마지막 네 번째 설정은 다른 값은 첫 번째 실험과 동일하게 설정하고 주파수만 10에서 20으로 변경하여 실험을 진행하였다. 그 결과 그래프는 일정 시간에서의 실험 반복 즉, 샘플링 속도가 2배 증가하여 그래프의 밀도가 증가하였다.실험 2에서는 다양한 조건에서의 난수 그래프를 관찰하였다. 주파수, 진폭, 상수의 변경을 통해 난수 그래프의 다양한 변화를 관찰하고 비교할 수 있었다.3) Sine 함수와 노이즈를 가진 Sine 함수그림입니다.원본 그림의 이름: CLP0000474c0004.bmp원본 그림의 크기: 가로 1675pixel, 세로 518pixel세 번째 실험은 Sine 함수와 노이즈를 가진 Sine 함수를 프로그래밍하고 차이를 관찰하는 것이다. 블록 다이어그램에서 신호 시뮬레이션을 생성하여 사인파와 기타 신호값을 설정하고 또다른 신호 시뮬레이션을 생성하여 앞서 생성한 사인파에 노이즈를 추가하였다. 그리고 이를 웨이브폼 차트와 연결하고 불리언과 while 루프를 연결하는 프로그래밍을 만들었다.위 프로그래밍에서 사용한 함수에 대해 설명하자면, 신호 시뮬레이션은 실험자가 원하는 함수, 주파수, 진폭, 오프셋, 타이밍 등을 자유롭게 설정하여 신호를 생성하는 함수이다.실험 결과 생성된 두 개의 그래프를 비교하면 주파수, 진폭 등의 조건은 모두 동일하지만 그래프의 형태가 약간 다른 것을 볼 수 있다. 이는 추가로 설정한 노이즈로 인한 것이다. 노이즈는 일반적으로 f(x)=sin(x)+노이즈 이다. 설정한 노이즈 진폭은 0.6 이기 때문에 f(x)=sin(x)수식입니다.+-0.6 으로 식을 다시 표현할 수 있다. 기존의 노이즈가 없는 사인파는 매우 매끄럽고 규칙적인 파형그림입니다.원본 그림의 이름: CLP0000474c0007.bmp원본 그림의 크기: 가로 1697pixel, 세로 675pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP0000474c000d.bmp원본 그림의 크기: 가로 4000pixel, 세로 3000pixel초기에 Labview에서 사인파, 주파수 5Hz, 진폭 1, 오프셋 1인 함수를 설정하였고 이에 따른 오실로스코프에서의 함수는 진폭 2, 주파수 4.717Hz로 나타났다.두 번째 설정은 초기설정에서 주파수를 10Hz로 변경하였는데, 이에 따른 오실로스코프에서의 함수는 진폭 1.98, 주파수 10.02Hz로 나타났다.세 번째 설정은 초기설정에서 주파수를 50Hz로 변경하였는데, 이에 따른 오실로스코프에서의 함수는 1.24, 주파수는 50.01Hz로 나타났다.세 설정 모두 진폭과 주파수가 Labview에서 설정한 값과 정확히 일치하지 않고 약간의 오차가 발생하였다. 이러한 오차가 발생하는 원인은 몇가지가 있다고 예상한다. 먼저, 샘플링 속도 및 해상도 차이이다. LabVIEW에서 생성된 신호는 디지털 데이터로 표현되는데, 디지털 신호는 아날로그 신호로 변환될 때 샘플링 속도와 해상도에 따라 오차가 발생할 수 있다. 또 다른 원인으로는 DAQ 장비의 성능이다. LabVIEW에서 생성된 디지털 신호는 DAQ를 통해 아날로그 신호로 변환된다. 이 과정에서 DAQ의 비선형성, 잡음 등으로 인해 신호의 정확도가 떨어질 수 있다.오실로스코프 셋업에서 채널 메뉴에서 옵션 감쇠 ‘Attenuation’이 10X로 설정되어 있는지 확인하는 이유는 측정되는 신호의 전압을 1/10로 줄여서 오실로스코프에 입력되도록 하여 더 높은 전압을 안전하게 측정하기 위함이다. 또한 기준선 리드선을 PROBE COMP 접지 커넥터에 연결한 이유는 일정한 테스트 신호를 사용하여 보정을 수행하기 위함이다.오실로스코프 프로브를 14번 핀(ao0)에 연결하였는데, 이는 DAQ가 생성한 아날로그 신호를 오실로스코프에서 직접 측정하기 위함이다. 또한 1 Sine 함수와 난수 생성 프로그래밍에서는 주파수, 진폭 등을 바꿔가며 웨이브폼 차트에 나타나는 그래프의 변화에 대해 관찰하였다. 아날로그 입출력 실습에서는 주파수에 변화를 주었다. 주파수를 변경하며 보이는 변화는 일정 시간에서의 실험 반복 즉, 샘플링 속도가 2배 증가하여 그래프의 밀도가 증가하는 것이다. 진폭의 변화를 줌으로서 보이는 현상은 신호의 강도와 크기를 조정하여 측정할 수 있었다.Q4. 난수 입력이 Sine 파형에 끼치는 영향실험 2에서 난수 입력은 사인파의 진폭 크기에 영향을 주었다. 그래프를 보면 사인파의 진폭이 1부터 2까지 시간에 따라 불규칙하게 변하는 것을 볼 수 있다. 이와 다르게 난수 입력은 주파수를 변조할 수도 있다. 난수 입력을 사인파의 주파수에 더하게 되면 사인파의 주파수가 시간에 따라 불규칙하게 변하게 된다.Q5. 초당 샘플 (=Sampling rate)초당 샘플은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 1초 동안 몇 개의 샘플을 취하는지를 나타낸다. 실험 3에서는 초당 샘플을 1000Hz, 실험 4에서는 초당 샘플을 270Hz로 설정하였다. 신호를 왜곡 없이 디지털화하려면 신호의 최고 주파수 성분의 두 배 이상의 초당 샘플이 필요하다. 그리고 적절한 초당 샘플을 선택하면 아날로그 신호를 더욱 정확하게 재현할 수 있다. 다만 초당 샘플이 높을수록 더 많은 샘플이 생성되어 데이터 크기가 커지고 데이터 처리속도와 저장 공간 또한 커져야 하므로 이를 고려해야 한다.Q6. 시드 번호컴퓨터는 노이즈를 만들어줄 때 난수표를 여러 개 만들어 놓고 매번 다른 난수표를 읽힌다. 이 난수표를 선택하는 것을 “시드”라 하며 보통 시드 번호에 현재 시간을 넣어준다. 시드는 생성되는 난수의 순서를 결정짓는 중요한 역할을 하며 동일한 시드를 사용하면 동일한 난수 값을 얻기 때문에 항상 같은 노이즈 패턴을 얻을 수 있다.Q7. Offset이란? DAQ에서 Offset을 설정한 이유5. 결론이번 실험에서는 오실로스코프, 함수발생기, 멀티미터 사용법을 익.

공학/기술| 2025.01.20| 12페이지| 1,500원| 조회(109)

기계공학, 아주대학교, 기계공학기초실험, Labview programming

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아주대학교 기계공학기초실험 - 온도측정실험 (2024년 A+)

- 실험 결과 보고서 -온도 측정 실험과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2024년실험일자: 2024년실 험 조 명 :작성자 :공동 수행자 :점수아주대학교 기계공학과1. 실험 목적열전대의 원리와 이를 응용하여 온도를 측정하는 열전대식 온도계에 대해 알아보고, 열전대식 온도계를 이용하여 다양한 물체의 온도를 측정한다. 측정된 온도로부터 기전력을 구한다. 이를 통해 열전대의 특성에 대해 파악한다.2. 실험 이론열전대는 두 종류의 다른 금속이 접합되어 온도 차에 따라 기전력(전압)을 발생시키는 원리를 이용한 온도 측정 장치이다. 열전대의 작동 원리는 Peltier & Thomson 효과와 Seebeck Effect에 기초한다. Peltier & Thomson 효과란 어떤 물체의 양쪽에 전위 차를 걸어 주면 양쪽 끝에 온도차가 생기는 현상을 말한다. 그리고 Seebeck Effect란 두가지 도전체의 양쪽 끝에 온도차이가 있으면 기전력이 생기는 효과를 말한다. 열전대는 서로 다른 금속선이 접합된 회로이고, 이종금속의 양쪽 접점을 온접점과 냉접점이라고 한다. 온접점과 냉접점의 온 회로에 전류를 일으키게 하는 전력이다. 기전력 차이를 측정하기 위해서는 즉 T2-T1을 측정하는 것이므로 최종적으로 T2를 알기 위해서는 T1을 값을 알아야 한다.그리고 온도 보정에서는 냉접점의 온도 (T1)를 측정 (Ex: 반도체 온도센서 LM35) 하여 사용하는 열전대의 기전력 자료에서 냉접점의 온도에 해당하는 기전력 값을 보상한다.=hotroom,hot=+m,= α*m, (α: 온도-전위 변환 계수)열전대식 온도계는 위의 열전대 효과를 이용하여 온도를 측정하는 장치이다. 열전대식 온도계에는 열전대 센서와 기전력 측정 장치, 보상 도선이 있다. 열전대 센서는 두 종류의 금속이 접합된 센서로, 측정하고자 하는 온도에 따라 기전력을 발생시킨다. 기전력 측정 장치는 열전대에서 발생한 기전력을 정확하게 측정하고, 보상 도선은 측정된 기전력을 기준 온도와 비교하여 보정하는 역할을 한다.3. 실험 장치 및 방법T형 열전대그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00001.bmp원본 그림의 크기: 가로 439pixel, 세로 504pixelT형 열전대는 두 종류의 금속, 구리(Cu)와 콘스탄탄(Cu-Ni 합금)으로 구성된 열전대이다. T형 열전대는 특유의 온도 범위와 정밀도로 인해 특정 응용 분야에서 많이 사용된다. T형 열전대는 약 -200°C에서 350°C까지의 온도 범위에서 사용될 수 있다. 특히 저온 측정에 적합하다. 또한 높은 정밀도를 가지고 있는데, 낮은 온도 범위에서 높은 정확도를 제공하며, 온도와 기전력 사이의 관계가 비교적 선형적이다. 또한 구리와 콘스탄탄은 부식에 강해 다양한 환경에서 사용할 수 있으며 시간 경과에 따른 안정성이 우수하여 장기 사용에 적합하다.실험 방법1. 온도를 측정할 물체 3개를 선정.2. 선정 물체에 대하여 열전대 부착과 온도 측정 프로그램을 이용하여 온도 측정 실시.3. 물체의 온도 2분간 측정.4. 동일 물체에 대해 4회 온도 측정 실시 (용접 제작 2회, 꼬아서 제작 2회)(*측정 후 온도를 처음 상태와 동일하게 리.그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000b.bmp원본 그림의 크기: 가로 481pixel, 세로 289pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00009.bmp원본 그림의 크기: 가로 482pixel, 세로 286pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00008.bmp원본 그림의 크기: 가로 480pixel, 세로 286pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000a.bmp원본 그림의 크기: 가로 480pixel, 세로 284pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00005.bmp원본 그림의 크기: 가로 482pixel, 세로 284pixel4. 실험 결과그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00003.bmp원본 그림의 크기: 가로 481pixel, 세로 288pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00004.bmp원본 그림의 크기: 가로 480pixel, 세로 289pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b00006.bmp원본 그림의 크기: 가로 483pixel, 세로 290pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000c.bmp원본 그림의 크기: 가로 477pixel, 세로 290pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000d.bmp원본 그림의 크기: 가로 485pixel, 세로 290pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000e.bmp원본 그림의 크기: 가로 481pixel, 세로 294pixel그림입니다.원본 그림의 이름: CLP000041b0000f.bmp원본 그림의 크기: 가로 482pixel, 세로 285pixel위 측정 모두 열 전대를 물체에 부착한 직후에 측정을 시작하였기 때문에 높은 온도에서 시작하여 점차 시간이 지남에 따라 온도가 감소하는 것을 볼 수 있다. 휴대폰 액정(유리)과 책상(나무)는 실내 온도와 비슷한 대락 23도에 온도가 가까워졌다. 손등리고 열전대 선을 용접한 것과 꼬아서 측정한 것의 차이로는 일반적으로 용접하여 측정한 것이 꼬아서 측정한 것보다 조금 더 높은 온도로 측정되었다.5. 고찰1. 열전대의 용접 or 꼬아서 측정 시 정확한 것과 그렇게 판단한 이유를 제시하라.열전대는 두 가지 다른 금속을 하나의 접합점에서 결합하고, 다른 접합점은 기준 온도에 놓이게 된다. 두 금속의 접합점에서 온도 차이가 발생하면, 금속 간의 전기적 특성 차이로 인해 기전력이 발생한다. 이 기전력은 온도 차이에 비례하여 선형적으로 증가한다. 열전대는 이 기전력을 측정하여 접합점의 온도를 계산한다. 따라서 열전대의 정확한 온도 측정을 위해서는 접합부의 결합 방법이 중요하다.꼬아서 측정 시 시간이 지남에 따라 꼬인 부분이 느슨해질 수 있으며 꼬인 부분의 접촉 면적이 불균일할 수 있어, 열전달이 고르지 않고, 측정 오차가 발생할 수 있다.하지만 용접을 하여 측정 시에는 용접된 접합부는 고정되어 있고, 시간이 지나도 물리적인 변화가 적어 안정적이다. 또한 용접된 접합부는 접촉 저항이 일정하고, 열전달이 고르게 이루어진다. 따라서 용접이 꼬기보다 접합부의 결합이 더 안정적이므로 온도 측정시 정확한 결과를 제공합니다.2. 초기 열전대의 온도와 온도 측정 시 온도가 변하는 이유를 제시하라.초기 열전대의 온도는 온도 측정 환경에 따라 달라진다. 이번 실험에서는 물체에 열전대를 부착한 직후 온도 측정을 하였으므로 부착 중 체온에 영향을 받아 상대적으로 높은 온도에서 초기 열전대의 온도가 나타났다.온도 측정 시 온도가 변하는 이유로는 먼저 열전대의 열 용량이 있다. 열전대 자체가 가지고 있는 열 용량 때문에 측정하려는 대상과 열 교환이 일어나면서 온도가 변할 수 있다. 또한 열전대와 측정 대상 간의 접촉 상태에 따라 열 전달 효율이 달라지기 때문에 접촉이 불완전하거나 저항이 클 경우, 열전대가 측정하는 온도는 실제 온도와 차이가 있을 수 있다. 마지막으로 열전대가 설치된 위치에서 열이 전달되는 방식에 따라 온도 변화가 발생할 수 측정된 온도로부터 기전력을 구하여라먼저, 열전대의 기준 접점 온도를 0도라고 했을 때, 휴대폰 액정(유리)의 측정 기간 기준 최종 온도는 대략 23도이다. 이를 appendix를 이용하여 기전력을 구하면, 0.911mV가 나온다.손등(체온)은 최종 온도가 대략 30.8도이다. 30도의 기전력은 1.196mV이고 31도의 기전력은 1.238mV이다. 30.8도의 기전력을 구하기 위해 보간법을 이용하면수식입니다.E _{30.8} =E _{30} +( {30.8-30} over {31-30} ) TIMES (E _{31} -E _{30} )=1.196+0.8 TIMES (1.238-1.196)=1.2296mV가 나온다.책상(나무)는 측정 기간 기준 최종 온도가 23도이므로 휴대폰 액정과 같이 0.911mV가 나온다.5. 결론본 실험은 열전대와 열전대의 온도 측정 원리를 이용하여 다양한 물체의 온도를 측정하고 이를 통해 기전력을 구하였다.첫 번째 측정 대상은 휴대폰 액정이었다. 휴대폰 액정은 유리로 이루어져 있기 때문에 측정 대상으로 정했다. 열전대를 부착할 때 체온의 영향으로 25도에서 시작하여 23도까지 점차 온도가 감소하였다.두 번째 측정 대상은 손등(체온)이다. 손등을 측정할때는 처음부터 체온에 영향을 받았기 때문에 시간이 지나더라도 온도에 큰 변화가 발생하지 않았다. 거의 일정하게 온도가 유지되고 있음을 그래프를 통해 확인 할 수 있었다.세 번째 측정 대상은 책상(나무)이다. 책상 또한 휴대폰 액정과 비슷하게 온도가 27도에서 시작하여 최종적으로 23도까지 온도가 점차 감소하였다.앞선 실험을 통해 각 물체의 열전도 특성과 온도 변화에 따른 기전력을 확인 할 수 있었다. 유리와 나무는 열전도율이 낮기 때문에 온도가 감소하는 속도가 느림을 확인할 수 있다. 체온을 측정함으로써 열전대를 이용하였을 때 체온 측정의 정확성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 열전대를 체온 측정에 사용하는 데 있어서 편리성, 정확성, 안전성을 가지고 있음을 알게 되었다. 세 물체의 온도있었다.

공학/기술| 2025.01.20| 7페이지| 1,500원| 조회(112)

기계공학, 아주대학교, 온도측정, 온도측정실험, 기계공학기초실험

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아주대학교 기계공학기초실험 - 스트레인게이지 실험 (2024년 A+)

- 실험 결과 보고서 -스트레인 게이지 측정 실험과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2024년실험일자: 2024년실 험 조 명 :작성자 :공동 수행자 :점수아주대학교 기계공학과1. 실험 목적스트레인 게이지의 원리와 사용법을 익히고 브레드 보드와 휘스톤 브릿지, Labview를 이용하여 스트레인 게이지 출력 변화를 측정한다. 측정 결과값을 이용하여 캔의 압력을 구하고 이를 통해 응력을 분석하고, 특정 방향으로의 스트레인 게이지의 유리함에 대해 고찰한다.2. 실험 이론스트레인 게이지(strain gauge)는 물체의 변형을 측정하기 위해 사용되는 센서이다. 외부 힘이나 하중에 의해 발생하는 미세한 변형을 전기적 신호로 변환하여 측정한다. 스트레인 게이지는 일반적으로 얇은 금속 호일이나 반도체 재료로 만들어진 저항체로 구성되어 있다. 이를 측정하고자 하는 표면에 부착하면, 외부 힘에 의해 표면이 변형될 때 스트레인 게이지도 함께 변형된다. 변형에 따라 스트레인 게이지의 전기 저항이 변화하는데, 이 저항 변화를 측정하여 변형의 정도를 계산할 수 있다.스트레인게이지의 변형률을 Δl/l 이라 할 때 변형에 따른 전기저항 변화율, ΔR/R과의 비를 GF(Gauge Factor)라고 한다. 즉, GF = (ΔR/R) / (Δl/l) 로서 스트레인 게이지의 감도(Sensitivity)를 의미한다.?3. 실험 장치 및 방법휘스톤 브리지(Wheatstone Bridge) 회로휘스톤 브리지는 네 개의 저항으로 구성된 전기 회로이다. 이 네 개의 저항은 다이아몬드 형태로 배열되며, 두 개의 저항은 직렬로 연결되고, 나머지 두 개의 저항은 이와 평행하게 직렬로 연결되어 있다. 중심에는 전압계(또는 갈바노미터)가 연결되어 있다. 휘스톤 브리지는 균형 상태와 불균형 상태로 설명할 수 있다. 균형 상태는 브리지의 네 개 저항이 적절한 비율로 조정되어 전압계에 흐르는 전류가 0이 되는 상태이다. 이 상태에서 브리지의 관계식은 R1/R2 = R3/R4 이다. 이 식을 이용하여 네 개의 저항 중 하나의 저항 값을 알 수 있다. 불균형 상태는 브리지의 저항 중 하나가 변하여 전압계에 전류가 흐르는 상태이다. 변형 게이지와 같은 센서를 사용할 때, 외부 힘이나 변형에 의해 저항 값이 변하게 되고, 이 변화를 측정하여 물리적 변화를 계산할 수 있다.실험 방법캔 표면에 스트레인게이지를 부착하기 위해 사포로 문지르고 접착제를 이용하여붙여준다. Wheatstone bridge회로를 구성한 뒤 증폭기와 DAQ를 연결한다. 멀티미터의 영점을 맞춰주고 랩뷰 프로그램을 세팅한다. 프로그램을 실행하여 출력값이측정범위 밖일 경우 증폭기의 영점 조정을 진행한다. 영점에서 많이 벗어날 경우증폭했을 때 출력범위 밖으로 나가 측정이 되지 않을 수 있다4. 실험 결과 및 고찰오픈 전 0.0015, 오픈 후 0.077변형률 차이: 0.077-0.015 = 0.0755변형률/200 : 0.0755/200 = 0.0003775 (Gain 값을 x200으로 설정하였을 때)t = 0.13mm, v = 0.334 D = 62mm, E = 70GPaP= {4Et epsilon _{H}} over {D(2-v)}=133.030kpasigma _{H} = {PD} over {2t} = {133030 TIMES 0.062} over {2 TIMES 0.00013} =31.7MN/m ^{2}탄산 캔의 압력은 대략적으로 200kpa 이상이고 일반적인 캔 음료의 압력은 120~380kpa이므로 Gain 값이 x200일때의 결과값은 타당하다고 볼 수 없다.변형률/100 : 0.0755/100 = 0.000755 (Gain 값을 x100으로 설정하였을 때)t = 0.13mm, v = 0.334 D = 62mm, E = 70GPaP= {4Et epsilon _{H}} over {D(2-v)}=266.060kpasigma _{H} = {PD} over {2t} = {266060 TIMES 0.062} over {2 TIMES 0.00013} =63.4MN/m ^{2}탄산 캔의 압력은 대략적으로 200kpa 이상이고 일반적인 캔 음료의 압력은 120~380kpa이므로 Gain 값이 x100일때의 결과값은 타당하다.5. 결론본 실험은 스트레인게이지를 이용하여 캔 압력을 측정하고 변형률의 측정 방법, 스트레인 게이지의 작동 원리를 알아보는 실험이다.캔에 스트레인 게이지를 부착하고 실험을 실행한 결과 위의 그래프처럼 캔의 오픈전과 후의 변형률 차이가 알맞게 잘 나타났다. 증폭기가 200배만큼 증폭시켜주므로변형률 차이를 200으로 나눈 뒤 캔의 두께 0.13mm, 지름 65.9mm, 알루미늄의 포

공학/기술| 2025.01.20| 5페이지| 1,500원| 조회(125)

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아주대학교 기계공학기초실험 - 길이 및 중량 측정 실험(2024년 A+)

- 실험 결과 보고서 -실험 제목: 길이 및 중량 측정과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2024년실험일자: 2024년실 험 조 명 :작성자 :공동 수행자 :점수아주대학교 기계공학과1. 실험 목적정밀한 측정이 가능한 버니어캘리퍼스, 마이크로미터, 빔 밸런스의 사용법과 그 원리를 배운다. 또한 버니어캘리퍼스와 마이크로미터를 사용하여 다양한 물체의 길이를 정밀하게 측정하고 빔 밸런스를 사용하여 물체의 중량을 정확하게 측정한다. 측정한 길이와 중량 데이터를 분석한 결과를 바탕으로 측정오차의 원인에 대해 논한다.2. 실험 이론버어니어 캘리퍼(Vernier caliper)(출처:MFG)길이범위가 0.02-0.05mm에서 200-300mm 수준의 길이를 측정할 수 있으며 외부 길이 및 외경, 내부 길이 및 내경, 깊이, 단차 높이를 측정할 수 있다.측정 방법1. 아들자의 최초 눈금 위치보다 작으면서 가장 가까운 어미자의 눈금값을 읽는다.2. 어미자의 눈금과 일치하고 있는 아들자의 눈금값을 읽는다.3. 최종 측정값은 1번의 값과 2번의 값을 더한 값이다.사용시 주의사항1. 물체를 측정할 때 과도하게 힘을 주어 측정압이 가해지지 않게 한다.2. 어미자와 아들자의 눈금을 읽는 경우 눈금의 정면에서 읽어야 한다.3. 외측 측정할 때 측정물을 가급적 어미자 가까운 안쪽에 측정면 전체를 측정물에 밀착하여 측정한다.4. 내측 측정 할 때 내측용 조우를 가급적 측정면 내부로 깊이 넣어 측정면 전체를 측정물에 밀착하여 측정한다.5. 깊이를 측정할 때 캘리퍼를 측정할 면에 대하여 직각으로 놓고 측정한다.6. 단차를 측정할 때 단차 측정면을 측정물에 말착하여 측정한다.마이크로미터(출처:MFG)버어니어 캘리퍼보다 작은 길이를 정밀하게 측정할 수 있으며 측정 가능한 길이범위는 0.001mm에서 25mm까지이다. 버어니어 캘리퍼와 달리 내측과 깊이를 측정하는 경우 내측 또는 깊이 측정용 프레임을 사용하여야 한다.측정방법1. 0.5mm 단위의 내측 슬리브 수평 눈금을 외측 슬리브 경계가 위치한 전 씸블을 회전하여 앤빌과 초경 팁이 닿도록하고 눈금이 정확히 0을 가리키고 있는지 확인한다.4. 측정 시 측정물 표면에 가까워지면 회전속도를 낮추어 측정물 표면에 앤빌과 초경 팁이 닿도록 하여 측정을 실시한다.빔 밸런스빔 밸런스는 힘의 평형을 이용한 중량 측정 장치이며, 최소 측정값이 0.1g이고 최대 측정값이 2,610g이다.측정방법1. 측정 대상을 측정용 접시의 가운데에 일치하도록 올려 놓는다.2. 중앙 빔에 있는 500그램 짜리 추를 오른쪽으로 이동하여 빔의 오른쪽 끝에 달린 바늘이 0이하로 처음으로 떨어지게 하는 홈의 위치보다 한 단계 왼쪽의 홈에 위치하도록 한다.3. 뒤쪽 빔에 있는 100그램 짜리 추를 오른쪽으로 움직여 2번과 동일한 방법에 의해 적절한 위치의 홈에 위치하도록 한다.4. 마지막으로 다이얼을 돌려 바늘이 영점에 오도록 천천히 조절한다.5. 최종 측정값을 앞서 구한 3값을 모두 더한 값이다.주의사항1. 측정하기 전에 바늘이 영점을 가리키고 있는지 확인한 후 측정한다.2. 바늘이 영점에 근접하였는지를 판단할 때 바늘의 높이와 눈의 높이를 맞춰야한다.3. 측정 대상물이 측정용 접시의 중앙 부분에 위치하도록 한다. 중앙부분에서 멀어지면 오차가 발생할 수 있다.4. 바늘이 영점 주위를 움직이는 경우 충분히 기다려 움직임이 멈춘 상태에서 눈금을 읽어야한다.3. 실험 장치 및 방법CD 측정 (버어니어 캘리퍼)1. 4장의 각 CD에 고유한 번호를 매겨 구별될 수 있도록 한다.2. 조원 모두 각각 CD 4장에 대하여 각부 (외경, 내경) 별로 길이 측정을 최소 5회 이상 실시하여 측정 결과를 표로 구성한다.너트 측정 (마이크로미터)1. CD와 동일한 방법을 사용하여 너트의 두께(B값, H값)를 측정한다.2. 버니어 캘리퍼스와 마이크로미터 비교한 후 결과에 대해 토의한다.골프공 측정 (빔 밸런스)1. 4개의 각 골프공에 고유한 번호를 매겨 구별될 수 있도록 한다.2. 조원 모두 각각 골프공 4개에 대하여 중량 측정을 최소 5회 이상 실시하여 측정 결과119.90119.85119.801번CD2번CD3번CD4번CD1119.80119.90119.85119.802119.85119.85119.80119.853119.85119.85119.90119.854119.90119.85119.85119.805119.85119.85119.80119.901번CD2번CD3번CD4번CD1119.90119.90119.85119.902119.85119.90119.90119.853119.85119.90119.90119.904119.85119.90119.85119.905119.90119.90119.85119.901번CD2번CD3번CD4번CD1119.80119.85119.85119.902119.85119.90119.85119.853119.80119.90119.85119.854119.75119.90119.90119.905119.80119.90119.85119.90평균119.84119.89119.86119.86표준편차0.04060.02750.02930.0393오차0.13120.09370.11870.1145CD (버니어캘리퍼스),내경(mm)1번CD2번CD3번CD4번CD115.0015.0015.0015.00215.0514.9014.9515.05315.0514.9515.0015.00415.1015.0015.0515.00515.0514.9515.0015.001번CD2번CD3번CD4번CD115.0015.0014.9515.00215.0514.9014.9515.05315.1014.9514.9015.00415.1015.0514.9514.95515.0515.0514.9514.951번CD2번CD3번CD4번CD115.0515.0515.1015.05215.0516.0015.0515.05315.1015.0015.0515.10415.0015.0515.1015.05515.1015.0015.1015.051번CD2번CD3번CD4번CD115.0515.0515.1015.05215.0515.1015.0515.05315.0515.0515.0515.10415.1015.0515.0515오차를 계산했다. 오차를 계산할 때{LEFT | 기준값-평균 RIGHT |} over {기준값} TIMES 100%의 공식을 이용했다. 외경의 경우 모든 CD에 대한 오차의 평균이 0.11%로 나타났고, 내경의 경우 모든 CD에 대한 오차의 평균이 0.28%로 나타났기에 나름 성공적인 측정이었다고 생각한다. 그럼에도 미세한 오차가 존재했으며, 각각의 CD마다 표준편차가 다르게 발생했다. 오차의 원인을 분석해보면 첫 번째로 CD 측정의 어려움이 있다. CD를 측정할 때 아베의 오차와 기타 다양한 오차 원인을 방지해야 했다. 하지만 CD는 납작한 원반 형태였기 때문에 버니어캘리퍼스에 제대로 고정하기가 힘들었다. 이에 따라 CD를 책상에 놓고 측정한 실험자도 있었고, CD를 손에 들고 측정한 실험자도 있었기에 측정 방식에 따른 미세한 오차가 발생했다고 생각한다. 두 번째로 CD가 원의 형태를 띄고 있어서 정확한 지름을 재기가 어려웠다는 점이다. 정확한 실험을 위해서는 CD의 지름을 정확하게 측정해야 하는데, 버니어 캘리퍼스로 정확한 지름의 위치를 알 수 있는 방법은 없다. 따라서 CD의 정중앙을 지나는 지름을 정확하게 알 수 없는 관계로 감에 의존하여 측정했기 때문에 오차가 발생했다. 또한 측정 과정에서 버니어 캘리퍼스의 아들자 눈금과 어미자 눈금을 볼 때 아들자 눈금선을 실험자가 정확하게 읽지 못해 시차에 의한 오차도 있다고 생각한다. 마지막으로 측정 시 CD를 버어니어 캘리퍼에 고정하기 위해 과도한 힘을 주어 CD의 플라스틱이 압축되어 실제 지름보다 더 작게 측정되었을 것이라 생각한다.너트 측정 (마이크로미터)너트 (마이크로미터)너트 (마이크로미터)너트 (마이크로미터)너트 (마이크로미터)HBHBHBHB16.30312.81116.30612.81216.31312.31616.31012.32426.30712.81226.29912.81826.25412.33726.30712.32436.29712.81636.30512.81836.25512.33636.30312.32446.3.295mm 임을 알 수 있었다. 그리고 이를 통해 측정에 사용된 육각 너트가 표준 육각 너트 중 M8 육각 너트(높이 : 약 6.5mm, 폭: 약 13mm)라고 추측할 수 있다. 그리고 마이크로미터는 버니어 캘리퍼스보다 더욱 정확한 값을 측정한다고 알려져있다. 버니어 캘리퍼스는 CD 측정에서 0.05mm 단위까지 측정할 수 있지만 마이크로미터는 너트 측정에서 0.001mm 단위까지 측정할 수 있었다. 그리고 너트 측정에 있어서도 오차가 발생했는데, 먼저 스핀들을 돌려 대상물을 끼울 때 생기는 오차가 있을 것이라고 생각한다. 실험자가 너트를 고정하기 위해 스핀들을 힘주어 돌리면 그 힘으로 인해 측정값이 달라졌을 것이라 예상한다. 두 번째로 측정 포인트가 실험자마다 계속 달라졌기에 생기는 미세한 오차가 있을 것이라고 생각한다. 또한 너트가 오래 사용되었기 때문에 측정하는 면이 많이 손상되거나 오염되어 너트의 표면이 고르지 않아 실험 결과에 오차가 발생하였을 수도 있다. 따라서 M8 육각 너트와도 약간의 차이가 발생했다고 추측할 수 있다.골프공 측정 (빔 밸런스)김영근중량(g)박기준중량(g)추동규중량(g)이중서중량(g)144.3144.3144.4144.5244.4244.5244.7244.5344.4344.4344.4344.5444.3444.5444.5444.4544.3544.5544.4544.5평균 중량 : 44.4g 표준편차 : 0.0988086934실험 2에서는 빔 밸런스를 이용하여 골프공의 무게를 측정한 뒤 평균과 표준편차를 구해보았다. 일반적으로 골프공의 무게는 45.93g으로 실험 결과와는 3.45%의 오차를 나타내며 약간 실망스러운 실험이었다고 할 수 있다. 예상했던 값보다 큰 오차가 발생했는데 첫 번째로 영점, 눈금을 맞추는 데 오차가 있었다고 생각한다. 먼저 영점을 맞출 때 눈금에 제대로 멈추지 않고 계속해서 바늘이 움직여 영점을 맞추기가 매우 힘들었다. 이에 따라 영점을 대략적으로 맞추었고 실험을 진행 할때마다 영점이 계속 바뀌어서 오차가 발생했다각한다.

공학/기술| 2025.01.20| 10페이지| 1,500원| 조회(101)

기계공학, 아주대학교, 기계공학기초실험, 길이및중량측정, 길이중량측정실험

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