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원심펌프의 효율측정

실 험 요 약1. 실험의 목적1) 일정한 회전 속도로 운전하고 있는 Centrifugal pump에 대해서 각 양수 량에서의 양정(H), 수동력(L), 축동력(Ls) 및 효율을 구하고 유량에 대한 관계를 비교하여 그 특성을 이해하고 펌프의 운전 성능을 검토하고 나아가 동작 물질(물)을 수반하는 유체 기계의 제반 성질을 이해하는데 그 목적이 있다.2) 최고 효율점의 유량, 양정, 회전수를 기초로 하여 비교 회전도를 계산한다.3) 펌프는 기계적 에너지를 주어서 유체 에너지를 얻는 장치로서 그 중 원심 펌프는 70%를 점하는 중요한 장치이다.2. 실험 결과의 개요회수12345A1.11.52.052.83.5V*************0수동력Pd(KPa)810121313.5Ps(KPa)-2.5-5-6-7-8H(m)1.07031.529051.834862.03872.19164Q(10-3)2.69973.0453.7124.2374.69Z(mm)81859297101LW(10-2)37.7960.989.1112.98134.44축동력F(N)*************00T(J)66666N(rpm)92.31157.34258.04411.19587.41LS(10-1)7.73313.1821.613.444749.21효율η(%)48.8746.2141.2332.827.32< 실험 결과표 >목 차서 론실 험 목 적---------------------------3실 험 이 론---------------------------3본 론실 험 장 치---------------------------5실 험 방 법---------------------------5실 험 데 이 터---------------------------6결 론시 험 결 과---------------------------7결 과 분 석 및 고 찰---------------------------9참 고 문 헌---------------------------9표, 그림, 그래프 목록그림 1.삼 각 weir---------------4그림 2.실-----------7그래프 3.효율과 유량의 관계---------------8그래프 4.수동력, 축동력, 효율의 관계---------------8서 론1. 실험목적1) 일정한 회전 속도로 운전하고 있는 Centrifugal pump에 대해서 각 양수 량에서의 양정(H),수동력(L),축동력(Ls) 및 효율을 구하고 유량에 대한 관계를 비교하여 그 특성을 이해하고 펌프의 운전 성능을 검토하고 나아가 동작 물질(물)을 수반하는 유체 기계의 제반 성질을 이해하는데 그 목적이 있다.2) 최고 효율점의 유량, 양정 ,회전수를 기초로 하여 비교 회전도를 계산한다.3) 펌프는 기계적 에너지를 주어서 유체 에너지를 얻는 장치로서 그 중 원심 펌프는 70%를 점하는 중요한 장치이다.2. 실험이론펌프의 양정(head, H)은 펌프의 입구와 출구에 있어서의 유체 1kg당이 가지는 에너지 차로서 단위 무게의 액체가 펌프를 지나는 동안 얻는 에너지로 정의된다. 그러므로 펌프의 입구와 출구에 베르누이 방정식을 적용하면 양정 H는H = {P_d - P_s} over γ + {{V_d}^2 - {V_s}^2} over 2g + Z_d - Z_s식에서 Pd, Ps는 송출, 흡입관내의 압력표시Pd : gauge1 Bourdon Pressure GaugePs : gauge2 Vacuum Gauge(mmHg)Zd-Zs : 양쪽압력계1,2의 수직거리(0.26m)Vd, Vs는 송출관 흡입관의 속도로서 weir등을 이용 측정한다. 만일 송출관경과 흡입관경이 같을 때 ds=dd이면 Vs=Vd로서 식 중 제 2,3항이 소거된다.H = {P_1 - P_2} over γ(760mmHg = 101.3kPa)가 된다. 이것을 일반적으로 액주계수두라고도 한다.그리고 유량은 직각 삼각 weir에서Q = 8 over 15 C_d tan( theta over 2 ) sqrt2g Z^{5over2}θ=90°인 직각 삼각 weir는Q = 8 over 15 C_d sqrt2g Z^{5over2}Cd는 유출계수이다. (본 장(Kw)Torque = F × S (s : 6cm)축동력 Ls는 전동기의 출력이므로 효율은η_p = L_w overL_s이 된다.§ 삼 각 Weir< 그림 1. 삼 각 Weir >본 론3. 실험 장치 및 방법(1) 실험장치실험 장치는 펌프, 수조, 계측 수조, 유량 조절 밸브, 압력계, 동력계, 벤튜리 등으로 구성되어있다.< 그림 2. 실험장치 >동력계로 부터 축동력은 다음 식에 의해서 계산된다.L_s = {T omega }over 102 ~~또는~~ {2 pi T N} over { 60 times 102}여기서 T는 torque, w은 각속도, N은 rpm을 표시한다.(2) 실험방법1) 수조에 물이 채워져 있는지 확인한다.2) 동력계의 0점을 맞춘다.3) 펌프 케이싱 위에 있는 물맞이 마개를 열고 케이싱에 물이 채워져 있는지 확인하고물이 없으면 채운다.4) 펌프의 입구 밸브를 전개한다.5) 펌프 출구 밸브를 닫고 모터를 구동시킨 후 서서히 출구 밸브를 열어 전개한다. 출구밸브를 닫고 즉 유량을 0으로 하여 운전하는 것을 체절운전이라고 한다. 이 때 체절상태에서 3 - 4분 이상 작동시키면 글랜드에 무리가 가고 또 출구밸브를 전개한 상태에서시동하면 모터에 무리가 가므로 주의해야 한다.6) 정상상태에 도달하면 다음 사항을 측정하여 기록한다.- 계측수조의 수위기록(Z)- 모터의 회전수(전압과 전류를 기록하고 이로써 회전수 산출)- Ps, Pd 를 기록7) 모터의 회전 속도를 저속으로 하고 이때부터 적당한 간격으로 회전속도를 올려가면서유량의 양을 계산한다.(5단계)8) 유량(Q), 양정(H), 축동력(Ls) 및 효율을 계산하고 그래프의 횡축에 유량, 종축에 양정,축동력, 효율을 잡아 이 펌프의 특성 곡선을 그린다.4. 실험 데이터※ data 계산(1회)rm H= {P _{d} -P _{s}} over {gamma } = {(8+2.5) TIMES 10 ^{3}} over {10 ^{3} TIMES 9.81} =1.0703`mrm Q= {8} over {15} C _1 ^{{5} over {2}} =2.6997 TIMES 10 ^{-3} m ^{3} /srm L _{w} = {gamma QH} over {75} = {1000 TIMES 9.81 TIMES 0.0026997 TIMES 1.0703} over {75} =37.79 TIMES 10 ^{-2} HPT``=`F``(N)` TIMES `s(m)``=100` TIMES `0.06``=6`JN```(rpm)`=`` {rpm` TIMES `V _{1} ` TIMES `A _{1}} over {V _{0} ` TIMES A _{0}} `=` {3000 TIMES 80 TIMES 1.1`} over {220` TIMES `13} =`92.31rpm`rm L _{s} = {2 pi TN} over {60 TIMES 75} = {2 pi TIMES 6 TIMES 92.31} over {60 TIMES 75} =0.7733``HPrm eta _{p} = {L _{w}} over {L _{s}} TIMES 100= {37.79 TIMES 10 ^{-2}} over {7.733 TIMES 10 ^{-1}} TIMES 100=48.87`%회수12345A1.11.52.052.83.5V*************0수동력Pd(KPa)810121313.5Ps(KPa)-2.5-5-6-7-8H(m)1.07031.529051.834862.03872.19164Q(10-3)2.69973.0453.7124.2374.69Z(mm)81859297101LW(10-2)37.7960.989.1112.98134.44축동력F(N)*************00T(J)66666N(rpm)92.31157.34258.04411.19587.41LS(10-1)7.73313.1821.613.444749.21효율η(%)48.8746.2141.2332.827.32< 표 1. 실험 결과표 >결 론5. 실험 결과① 유량과 양정의 관계 그래프< 그래프 1. 유량과 양정의 관계 >② 유량과 축동력의 관계 그래프< 그래프 2. 유량과 축동력 관 수동력, 축동력을 바탕으로 원심펌프의 효율을 구해보았다. 원심펌프는 실제 현장에서 70%를 차지할 만큼 많이 사용 된다. 원심펌프는 회전되는 회전차의 원심력을 이용한 것이다. 원심펌프는 타 펌프에 비해 구조면, 가격 등의 이점을 가지고 있어 가장 많이 사용된다.우리는 펌프의 rpm을 변화 시키면서 5차례 실험을 하였다. 경향 분석을 해보자. 그래프 1에서 유량과 양정의 관계를 볼 수 있다. 즉 rpm이 증가하면 양정도 커지는 것을 볼 수 있다. 그래프 2에서도 축동력을 높임으로서 유량이 증가했다. 이러한 결과는 당연 스럽게 예측할 수 있는 부분이다. 하지만 그래프 3을 보자. 유량이 증가하면 할수록 효율이 떨어지는 것을 볼 수 있다. 만약 어떠한 원인에 의해 손실이 일어나지 않는다면 y=x처럼 rpm이 증가하면 유량이 증가하고 펌프의 효율은 일정한 모습을 보여야 할 것이다. 하지만 그래프 3을 보면 유량이 증가하면 할수록 효율이 떨어진다. 지금부터 그 원인에 대한 분석을 해보자.원심펌프는 회전 운동을 하는 물체이다. 회전을 빨리 하면 할수록 내부에 열에너지나 소음 또는 진동이 더 크게 발생한다. 이러한 요인 때문에 축동력으로부터 나오는 에너지가 수동력까지 잘 전달되지 못하는 것 같다. 회전을 빨리하면 할수록 어느 정도 비례해서 유량은 증가하겠지만 이러한 요인 때문에 효율이 계속 떨어지는 것이다.이번엔 그래프 4를 분석해 보자. 그래프에서 축동력이 횟수를 거듭할수록 수동력에 비해 크게 증가하는 모습을 볼 수 있다. 즉 가해주는 input에 비해 output의 변화는 상당히 작음을 알 수 있다. 이처럼 원심펌프는 rpm을 증가시키면 증가시킬수록 효율을 떨어지는 것을 볼 수 있다.지금부터는 이번 우리조의 실험에서 발생한 것으로 예측되는 오차의 원인에 대하여 분석을 해보자. 첫 번째로 Pd, Ps 값을 잘못 읽었을 가능성이 크다. 즉 Delivery 값과 Suction의 눈금이 읽기도 힘들고 촘촘하지도 않았기 때문에 오차가 발생했을 것으로 본다. 그 두 번째 오차의

공학/기술| 2014.05.11| 9페이지| 1,000원| 조회(801)

기계공학실험, 기계공학실험3, 원심펌프의 효율측정

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열전도 계수

실 험 요 약1. 실험의 목적열전도 계수 측정을 위해 서로 다른 금속을 접합시켜 놓고 그 사이간의 온도차와 열전달량을 측정한 후 금속간의 접촉 열정항 및 금속의 열전도 계수를 구한다. 이 실험을 통하여 실험장치의 사용방법 및 원리를 을 숙지하고 전도 프로세스에 대해 이해한다.2. 실험 결과의 개요이번 실험에서는 열전도 계수 측정을 위하여 다른 금속을 서로 접합 시킨 후 온도구배를 측정해 보았다. 구리 구간에서는 온도차가 선형적이었지만, 구리-스테인레스 스틸의 접합 부분에서는 큰 온도차가 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 온도차를 구한 후 스테인레스 스틸의 열전도 계수를 구할 수 있었다.목 차서 론실 험 목 적---------------------------3실 험 이 론---------------------------3본 론실 험 장 치---------------------------8실 험 방 법---------------------------8실 험 시 유 의 사 항---------------------------9열 전 대 에 대 한 조 사---------------------------9결 론시 험 결 과---------------------------11결 과 분 석 및 고 찰---------------------------13참 고 문 헌---------------------------13표, 그림, 그래프 목록그 림 1.전도에 의한 1차원 열전달---------------5그 림 2.Heat conduction of plane wall---------------6그 림 3.temperature curve---------------7그 림 4.실험장치---------------9표 1.온도 데이터---------------12표 2.실험 계산 값---------------12그래프 1.thermocouple 위치에 따른 온도 변화---------------12그래프 2.thermocouple의 구간별 온도 변화량---------------12서 론1너지전달로 생각할 수 있다. 전도에 대한 예로는 뜨거운 커피 잔에 잠겨진 금속 스푼의 끝은 스푼을 통한 에너지의 전도에 의하여 뜨거워지는 현상을 들 수 있다. 겨울에는 가열된 방으로부터 바깥 공기로의 많은 에너지손실이 있으며, 이 손실은 주로 방안의 공기와 바깥공기를 구분 짓는 벽을 통한 전도 열전달에 의한 것이다.전도 열전달 프로세스는 적당한 비율방정식으로 정량화 하는 것이 가능하며 이 방정식은 위 시간당 전달된 에너지의 양을 계산하는데 사용될 수 있다. 열전도에 대한 비율방정식은 Fourier법칙으로 알려져 있다. 아래 그림에 나타낸 바와 같이 온도 분포T(x)를 가지는 1차원 평면 벽에 대한 비율방정식은 다음과 같이 표현된다.ddot{q_x}=-k{dT}over{dx}열유속ddot{q_x}(W``/``m^2`)은 전달방향에 수직인 단위면적당x방향으로의 열전달률이며, 이 방향으로의{dT}over{dx}온도구배에 비례한다.비례상수k는 열전도율(W/m ?K)이라고 하는 전달 물성치이며, 벽재료의 특성이기도 하다. 음의 부호는 열이 고온에서 저온으로 전달되는 것을 뜻한다.ddot{q_x}xTT_1T_2< 그림 1. 전도에 의한 1차원 열전달(에너지 확산) >정상상태에서 위의 그림에 나타낸 바와 같이 온도분포가 선형인 경우에는 온도구배는 다음과 같다.{dT}over{dx}={T_2`-T_1}over{L}열유속은 다음과 같다.ddot{q _{x}} =-k {T _{2} `-T _{1} `} over {L}또는ddot{q_x}=-k{T_2`-T_1`}over{L}=k{triangle T}over{L}이 방정식은 열유속, 즉 단위면적당의 열전달률을 나타낸다. 면적A인 평면벽을 통한 전도에 의한 열전달률q_x`(`W````)는 열유속과 면적의 곱인q_x`=ddot{q_x`} `? `A이다.⑶ 실험원리우리가 일반적으로 나타내는 열전도에 대한 비율방정식이다. 즉 Fourier법칙으로 알려져 있고 온도분포T(x)를 가지는 1차원 평면벽에 대한 비율방정식은 다음과 같다.ddotresistanceR_a`'=2R_c`+R_aR_b`'=2R_c`+R_ba, b test piecesc, d, e standard cylindersbacde12345678910tLtemperaturethicknessTemperature curve< 그림 3. temperature curve >therefore~R_b`'-R_a`'=R_b`-R_a~`(L_b`>L_a`)………… ②R_b`-R_a`는 두께(L_b`-La`)를 가지는 시편의 저항을 나타낸다. 그리고 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.R_b`-R_a`={1}over{λ} left({L_b`-L_a`}over{A} right)………… ③또한 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.R_a`'={1}over{λ_a`'}?{L_a`}over{A}R_b`'={1}over{λ_b`'}?{L_b}over{A}………… ④λ_a`'와λ_b`'는 ①식으로부터 얻을 수 있다. 그리고 ②, ③, ④식으로부터 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.{1}over{A}`left({L_b`}over{λ_b`'}-{L_a}over{λ_a`'} right)={L_b`-L_a}over{λA}결과적으로 시편의 true thermal conductivity 는 다음과 같은 식으로 얻을 수 있다.λ={L_b`-L_a}over{{L_b}over{λ_b`'}-{L_a}over{λ_a`'}}λ_a`'={triangle` t_R}over{triangle`t_a}?{L_a}over{L_R}?λ_Rλ_b`'={triangle` t_R}over{triangle`t_b}?{L_b}over{L_R}?λ_R⑷ 좌표계의 종류에 따른 열전도 방정식? 3차원 :rhoc{∂T}over{∂t}`=left( k{∂^2`T}over{∂x^2`}+k{∂^2`T}over{∂y^2`}+k{∂^2`T}over{∂z^2`})+dot q? cylinderical :rhoc{∂T}over{∂t}`=k left[{∂}over{∂r}left(r{∂T}over{∂r} right)+{1}over{r^2lambda~=~?lambda_R`~=~320~kcal/mhrdeg(2) 실험방법① standard cylinder에 시편을 설치한다. 그리고 냉각수가 일정한 양으로 흐르게 한 후 heater power를 켠다.② power를 켠 후에 slide-type transform를 통해서 electric power를 점차적으로 올려 실험장치가 정해놓은 기준온도까지 올라갈 때까지 예열한다.③ 정해진 온도까지 올라갔으면 금속의 온도를 각각의 위치에서 측정한다.④ 측정되어진 값을 토대로 위의 식을 이용하여 true thermal conductivity를구한다.4. 실험 시 유의사항(1) t(온도) 측정 시 정확한 값을 얻기 위해서 기다렸다가 값을 읽는다. (2) 충분한 예열 후 실험을 시작한다.5. 열전대에 대한 조사(1) 열전대의 원리1821년 제베크(Thomas Johann Seeback)는 두 종류의 금속 A, B를 접합하고, 양 접점에 온도를 달리 해주면 온도차에 비례하여 열기전력이 생긴다는 것을 발견했다.. 한쪽 접촉점을 기준점으로 삼고 측정하고자 하는 부위에 다른 접촉점을 위치하면 기전력의 크기로 온도차를 알 수 있으므로 기준점의 온도와 비교하여 온도를 측정할 수 있다.열전대란 종류가 다른 금속선 두 개의 양 끝단을 접속하여 만든 것으로 이 양 끝단 접점에 온도차가 발생할 때 이 폐회로에 열기전역이 발생하여 회로에 전류가 흐른다. 이 열기전력의 크기와 극성은 양단의 온도와 두 개의 금속선의 조합에 의해 결정되며 금속선의 굵기 또는 길이에 영향을 받지 않는다. 따라서 특정 열전대의 온도에 따른 열기전력을 미리 읽을 수 있으므로 온도 측정이 가능하다. 이 열전대는 온도 측정범위, 측정 장소의 상황, 필요로 하는 정밀도 등에 따라 적당한 소선을 선택하여야 함은 물론, 장시간 연속 사용 할 때에도 항상 같은 성능을 발휘하여야 한다.(2) 열전대의 특징열전대는 -200~1700℃까지 넓은 범위의 온도범위를 0.1~1%의 오차로 측정이 가능하고, 역학적 유연성이 있어 형태대 : -200~350도씨에서 사용 가능하다. 일명 CC열전대 또는 동 / 콘스탄탄 열전대라고 한다. 저가이며 가는 선의 가공성이 양호하며 쉽게 구할 수 있고 특성이 고르므로 저온에서 널리 사용, 열 기전력 특성이 온도에 비례하므로 고정도의 온도 측정도 기대 가능하다. 단점으로는 구리의 고온 산화가 커서 상용 온도의 한계가 낮고 전기 저항의 온도 계수가 커서 양극의 전기 저항이 다르며 열전도율이 커서 측온부의 열전도 오차나 측정의 지연을 초래한다.⑤ N 열전대 : 1300도씨까지 측정이 가능하다. 일명 Nicrosil/Nisil 열전대. K열전대의 결점 보완 목적으로 오스트레일리아 국방성에서 개발. 열전대 중에서 가장 뛰어난 실용성 보유. 고온에서 내산화성 향상(+극은 cr과 si의 함유율을 높이고 -극은 si를 증가시킨다.⑥ E 열전대 : 열기전력이 매우 크고 안정되어있으며 내식, 내산성이 우수하고 비자성 단자이므로 열전도율도 아주 낮아 발전소, 석유화학공업 등의 산화나 불활성 기체 분위기에서 많이 사용한다.(4) 열전대의 사용방법일반적으로 열전대는 양 소선 상호간에 단락을 방지하는 절연관을 사용하고 피측정물이나 기타 물질에 직접 닿지 않도록 보호관에 넣어서 사용한다. 또 기준접점은 일정한 기준 온도로 보정해야 한다. 열기전력은 가동 코일형 또는 전자관자식 자동 평형형 계기, 전위차계 등으로 측정한다.(5) 열전대 사용 시 주의사항열전대는 여러 가지의 종류가 있지만 사용 장소, 용도에 따라서 적정한 것을 선정하는 것이 중요하다. 온도를 정확하게 측정하기 위해서는 열전대의 선정의 내열, 내식, 내진성을 고려한 보호관 등의 선정, 구조 및 취부 방법(위치)등에 유의할 필요가 있다.결 론6. 실험 결과(1) 실험 결과표? 온도 데이터measurementtemperature gradient(t_1 DOTSLOW DOTSLOWt_10`), temperature differenceDELTAt_{m,m=1}settempoutlettempt_1`t_2`t_3`t_4`t_576

공학/기술| 2014.05.11| 13페이지| 1,000원| 조회(1,376)

기계공학실험, 기계공학실험3, 열전도 계수

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실 험 요 약1. 실험의 목적원심송풍기는 비교적 적은 유량의 공기나 기체를 순환시키는데 주로 사용되며 냉난방 시스템 등 기계공학의 거의 모든 분야에서 적용되므로 송풍기의 작동원리와 성능곡선을 이해하는 일은 중요하다. 원심송풍기에 대한 실험에서의 성능 시험은 다음의 두 가지로 이루어진다.① 송풍기의 회전속도를 변화시킨 후 변화에 따른 전압, 축동력, 그리고 효율의 변화를 알아본다.② 송풍기의 회전속도를 일정하게 유지하고 댐퍼를 조절하여 유량을 변화 시킨다.2. 실험 결과의 개요① 회전수에 변화를 줄 때단 위12345회전 속도rpm*************6421791송풍기의 정압(Ps)mm33.54.55.56.5Pa29.4334.3444.1453.9663.77송풍기의 동압(Pd)Pa1.4751.4751.4751.4751.841송풍기의 전압(Pt)Pa30.90535.81545.61555.42365.611오리피스수두차mm22222.5Pa19.6219.6219.6219.6224.53송풍기 축동력kw0.150.170.190.210.23유 량m3/sec0.01370.01370.01370.01370.0153공기동력kw0.0004230.000490.0006250.0007590.000899송풍기의 효율%0.2820.2880.3290.3610.391② 일정 회전수(1791 rpm)일 때단 위1(닫힘)2(3바퀴)3(6바퀴)4(9바퀴)5(12바퀴)송풍기의 정압(Ps)mm6.5765.55.2Pa63.76568.6758.8653.95551.012송풍기의 동압(Pd)Pa1.8421.8422.8104.1725.151송풍기의 전압(Pt)Pa65.60770.51261.6758.12756.163오리피스수두차mm2.52.51.3+2.5=3.83+2.5=5.54.5+2.5=7Pa24.52524.52537.27853.95568.67송풍기 축동력kw0.230.230.230.230.23유 량(Q)m3/sec0.01530.01530.01890.0230.0256공기동력kw0.0010.001070.001170-----------8표 2.결과 표(2)---------------8그래프 1.회전수와 압력의 상관관계---------------9그래프 2.회전수와 효율의 상관관계---------------9그래프 3.유량과 압력의 상관관계---------------10그래프 4.유량의 변화와 효율의 상관관계---------------10서 론1. 실험목적원심송풍기는 비교적 적은 유량의 공기나 기체를 순환시키는데 주로 사용되며 냉난방 시스템 등 기계공학의 거의 모든 분야에서 적용되므로 송풍기의 작동원리와 성능곡선을 이해하는 일은 중요하다. 원심송풍기에 대한 실험에서의 성능 시험은 다음의 두 가지로 이루어진다.① 송풍기의 회전속도를 변화시킨 후 변화에 따른 전압, 축동력, 그리고 효율의변화를 알아본다.② 송풍기의 회전속도를 일정하게 유지하고 댐퍼를 조절하여 유량을 변화 시킨다.2. 실험이론원심송풍기는 전동기로 가동되어 회전하는 운동에너지와 원심력으로 압력을 상승시켜 공기를 유동한다. 이때 송풍기에 흡입되는 에너지의 양은 공기유압과 압력의 함수로 나타낼 수 있고, 유량, 압력, 축동력 그리고 효율의 관계로써 송풍기의 특성을 알 수 있다.① 표준흡입상태송풍기는 특히 명기하지 않으면 온도 20 C˚, 절대압력 760mm, 관계습도 75 %의 습공기를 흡입하는 것으로 본다. 이 흡입상태를 표준흡입상태라 한다.( 흡입상태에서 공기의 밀도는 1.225kg`/`m^3이다. )② 송풍기의 전압(全壓),P_t`` (`Pa`)송풍기의 전압은 송풍기에 의해 주어진 전압의 증가량이며 송풍기의 토출구와 흡입구에 있어서의 전압의 차로 표시한다. 사용 상태에서 토출관만을 가지며 흡입구가 대기에 열려 있는 경우의 송풍기의 전압은 토출구에서의 정압과 동압의 합이 된다.P_t~ =~ P_s~ +~ P_d여기서,P_s: 정압P_d~ =~ ρ` V^2 OVER 2(동압)ρ : 공기의 밀도V: 덕트내의 속도 (V~=~ Q OVER A)③ 송풍기의 유량송풍기의 유량은 송풍기 흡입구에서의 유량으로 하고m^3 /se④ 송풍기의 축동력, P(KW)송풍기의 축동력은 송풍기 측단의 압력으로 한다. 전동장치를 사용하여 송풍기를 구동하는 경우 전동장치의 효율을 측정하기 곤란할 때는 이것을 송풍기의 구동력의 일부로 쓴다.⑤ 송풍기의 규정 회전수, N (rpm)송풍기의 규정 회전수라 함은 전동기를 규정의 전원상태에서 운전하였을 때의 송풍기의 회전수를 말한다. 이 회전수는 송풍기의 풍량에 따라 다소 변화하는 송풍기의 회전수를 택하는 것이 좋다.⑥ 송풍기의 공기 동력, P(KW)전압공기동력은 압력비가 1.03 이하일 경우 공기의 압축성 효과를 무시하고 다음 식으로 산출한다.공기동력~=~ Q`P_t OVER { 1 × 10^3}⑦ 송풍기의 축동력축동력=` eta sqrt {3} (PE)EIeta `:`모터효율##PE``:동력계수##E``:`전압##I````:`전류`⑧ 송풍기의 효율, η (%)송풍기의 전압효율은 다음 식으로 계산한다.효율`=~ {공기동력(KW)} over {축동력(KW)} ~~ TIMES ```100본 론3. 실험 장치 및 방법(1) 실험장치< 그림 1. Diagram of centrifugal blower test cell >실험장치 사양Fan : Centrifugal Fan, Axial Fan, Siricco Fana. Flow rate : Max. 12m^3 / minb. Delivery pressure : Max. 50mmrm H_2 Oc. R.P.M. : 580 ～ 1750 rpmMotor : O.75KW , AC 220 V , 60 Hz , 3 PhaseAir duct : Dia. 100 AAIR Flow Control : Throttle valve settingAIR Flow Rate Device : Nozzle , OrificeMeasuring instrument : Tachometer, A. V. Meter , Multinanometer,W -meter(2) 실험방법1. 회전수에 변화를 줄때① 송풍기를 구동시킨다. (최고 회전에서 부터 저속까지 5회 이상)=`1000kg/m ^{3} ` TIMES `9.81m/s ^{2} ` TIMES `0.002m`=19.62``Pa유량(Q)rm=C _{d} A _{0} sqrt {{{2 TIMES g NABLA P} over {rho _{air}}} over {1- LEFT ( {D _{i}} over {D _{0}} RIGHT ) ^{4}}} =0.608 TIMES {pi } over {4} TIMES 0.04 ^{2} m ^{2} sqrt {{{2 TIMES 9.81m/s ^{2} TIMES 19.62N/m ^{2}} over {1.225kg/m ^{3}}} over {1- LEFT ( {0.04} over {0.106} RIGHT ) ^{4}}}rm=0.01368m ^{3} /sec덕트내의 유속(V)rm= {Q} over {A} = {0.01368m ^{3} /sec} over {{pi } over {4} TIMES 0.106 ^{2} m ^{2}} =1.551m/sec송풍기의 동압(Pd)rm = rho _{air} TIMES {V ^{2}} over {2} = {1.225kg/m ^{3} TIMES 1.551 ^{2} m ^{2} /s ^{2}} over {2} =1.475Pa송풍기의 전압(Pt)rm =Ps+Pd=29.43+1.475=30.905Pa공기동력rm = {Q TIMES P _{t}} over {1000} = {0.0137m ^{3} /s TIMES 30.905N/m ^{2}} over {1000} =0.000423`kW효 율rm = {공기동력(kw)} over {축동력(kw)} TIMES 100= {0.000423} over {0.15} TIMES 100=0.282~%(2) 실험결과표① 회전수에 변화를 줄 때단 위12345회전 속도rpm*************6421791송풍기의 정압(Ps)mm33.54.55.56.5Pa29.4334.3444.1453.9663.77송풍기의 동압(Pd)Pa1.4751.4751.4751.4751.841송풍기의 전압(Pt)Pa370.51261.6758.12756.163오리피스수두차mm2.52.51.3+2.5=3.83+2.5=5.54.5+2.5=7Pa24.52524.52537.27853.95568.67송풍기 축동력kw0.230.230.230.230.23유 량(Q)m3/sec0.01530.01530.01890.0230.0256공기동력kw0.0010.001070.001170.001340.00144송풍기의 효율%0.430.4650.5090.5830.626< 표 2. 결과 표(2) >(1) 원심 송풍기의 회전수와 압력의 상관 그래프< 그래프 1. 회전수와 압력의 상관관계 >(2) 원심송풍기의 회전수와 효율의 상관 그래프< 그래프 2. 회전수와 효율의 상관관계 >(3) 일정 회전수에서 유량의 변화와 압력의 상관 그래프< 그래프 3. 유량과 압력의 상관관계 >(4) 일전 회전수에서 유량의 변화와 효율의 상관 그래프< 그래프 4. 유량의 변화와 효율의 상관관계 >5. 결 론이번 실험에서는 송풍기를 이용하여 베르누이 정리를 기본 원리로 하여 유량과 압력의 상관관계, rpm과 압력, 효율 등을 파악해 보았다. 처음 실험에서는 회전수를 변화시켜 보면서 정압과 동압, 유량 등의 변화량을 측정해 보았고 두 번째 실험에서는 회전수를 고정시킨 상태에서 댐퍼를 조절하여 즉, 출구의 면적을 점차 줄여가는 방법으로 송풍기 내의 각각의 변화량을 측정해 보았다. 실험을 통하여 전반적인 베르누이 정리를 활용 할 수 있었다.첫 번째로 그래프 1에 대한 분석을 해보자. 그래프를 살펴보면 송풍기의 rpm이 증가 할수록 정압과 동압이 같이 상승하는 것을 볼 수 있다. 하지만 정압에 비해 동압이 아주 작은 것을 확인할 수 있는데 이는 우리가 사용한 원심송풍기가 작은 것에서 그 원인을 찾을 수 있다. 용량이 작으므로 그 내부에 흐르는 유체의 양도 작아서 정압에 비해 동압이 작은 것이다.이번엔 그래프 2에 대한 분석을 해보자. 원심송풍기의 rpm(회전수)를 증가 시켰더니 효율이 증가한 모습이다. 하지만 아마도 송풍기의 rpm을 더 이다.

공학/기술| 2014.05.11| 11페이지| 1,000원| 조회(587)

기계공학실험, 송풍기성능, 기계공학실험3

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복사 열전달 계수 측정

실 험 요 약1. 실험의 목적본 실험의 목적은 거리에 따른 형상계수 및 방사율을 측정해 보고 거리가 방사율을 결정하는 데 얼마나 큰 역할을 하는지를 알아보는 것이다. 또한 실험 장치를 이해하고 열복사에 대한 전반적인 이해를 돕는 데에 있다.2. 실험 결과의 개요열복사 실험 장치를 이용하여 거리를 달리해보며 형상계수 및 방사율을 측정해 보았다. 거리가 멀어 질수록 방사율은 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 거리에 따른 형상계수t _{ 2}온도 및 형상계수, 방사율의 변화는 생각보다 크지 않았다.목 차서 론실 험 목 적---------------------------3실 험 이 론---------------------------3관 련 방 정 식---------------------------4본 론실 험 장 치---------------------------5실 험 방 법---------------------------5실 험 시 유 의 사 항---------------------------5결 론시 험 결 과---------------------------6결 과 분 석 및 고 찰---------------------------7참 고 문 헌---------------------------7표, 그림, 그래프 목록표. 1실험 결과표---------------6그 림 1.열전달 계수 측정장치(thermocouple)---------------5그래프 1.거리에 따른 방사율---------------6서 론1. 실험목적열전달의 종류에는 전도, 대류, 복사가 있다. 전도나 대류는 어떤 물질에서 온도 구배가 존재할 때 일어나는 것이고 복사는 고체나 유체 등의 중간 매질을 거치지 않고 공간 내에서 빛이나 전자기파 등의 형태로 열이 전달되는 것이다. 이러한 복사는 태양에너지의 전달, 연소, 전열기와 난로 등에서 쉽게 찾아볼 수 있다.이번 실험은 복사의 원리를 이해하고 거리를 달리하며 전달되는 복사 에너지의 양을 측정함으로써 열 유속의 복사 특성을 결정하는 인자들을 이해하는데 그 목적이 있다.2. 실험이론진공에 둘러쌓인 고체를 고려할 때 진공이므로 이 고체 표면에서의 전도나 대류에 의한 열손실은 일어나지 않는다. 그러나 이 고체는 주위와 열적인 평형 상태에 도달하게 됨을 알 수 있다. 이것은 고체 내부의 에너지가 감소됨을 의미하고 이는 고체 표면에서의 열복사에 의한 방사(emission)의 직접적인 결과이다. 한 물체에서 방사되는 복사 에너지는 Maxwell의 전자파이론에 따라 전자기파(electromagnetic wave)의 형태로 또는 Plank의 가설에 따라 광자(photon)나 양자(quantum)의 입자에 의한 공간내의 투과로 보는 두 가지 개념이 모두 응용된다. 복사는 노출된 표면으로부터 약 1㎛이내의 분자들로부터 나온다. 그러므로 고체나 액체로 부터의 방사는 표면적인 현상으로 간주 될 수 있다. 태양에서 나온 복사 에너지 일부는 지구 대기권에서 반사 또는 흡수된다. 복사 에너지가 감소되지 않는 경우는 진공 중에서 뿐이다. 그러나 대기권은 수 백 ㎞에 이르는 공기덩어리이고 실내에서 작은 거리내의 공기에 의한 복사 에너지의 감소는 매우 작다.표면에서 방사된 복사 에너지는 크게 두 가지에 의해서 달라지는데 첫째는 표면의 성질과 온도이다. 온도에 따라 복사의 크기와 파장의 스펙트럼 분포가 달라지게 된다. 둘째는 방향성과 관계된다. 그러나 우리가 도입하는 흑체의 개념에는 복사를 온도나 파장의 함수로 보고 방향에는 무관하다고 여긴다. 즉, 흑체는 확산 방사체로 간주된다.이번 실험에서는 두 물체 사이에서 온도차에 의한 전자기복사, 즉 열복사 (thermal radiation)를 주로 다루게 된다.이번 실험은 거리에 따른 방사율을 측정하는 실험이다. 방사율(emissivity) 이란 실제 표면에서 방사된 총복사를 동일한 온도에서 흑체에 의하여 방사된 총복사로 나눈 값으로 정의한다. 방사율을 측정하면서 여러 가지의 원리 및 기기 명칭을 이해해야 한다. 기본적으로 우리가 다루고 있는 복사에 대해 알 필요가 있는데 복사(radiation)란 멀리 떨어진 물체 간에 온도차이가 있을 때 열을 전달하는 방법으로 중간에 아무런 매개체가 없이 열전달이 가능하게 하는 열전달 방법이다.실험에서는 열이 전달되는T _{1}에서 열이 처음으로 방사되는 지점인 L점 까지는 열 손실이 없다고 가정한다. 뿔모양의 안쪽을 보면 검정색인데 이것은 흑체의 원리를 이용한 것으로 뿔 안쪽을 검정색으로 칠함으로서 뿔 모양 안쪽에서 반사되는 열을 없애주기 위함이다. 여기서 흑체(black body)란 주어진 파장과 온도에서 복사에너지를 최대로 방사하거나 흡수하는 물체를 말한다. 실험 중에 방사된 에너지는T _{2}로 전달되면서 물체에 흡수, 반사, 투과를 한다. 여기서 흡수율, 반사율, 투과율로 나타낼 수 있다.. 흡수율(absorptivity)이란 총 조사 중에서 물체에 흡수된 분율을 말하고 반사율(reflectivity)이란 총 조사 중에서 표면으로부터 반사된 분율을, 투과율(transmissivity)란 총 입사복사 중에서 투과된 분율을 말한다. 또한 형상계수도 구할 수 있다.형상계수(shape factor)는S(형상계수)= {q(총열전달률)} over {k(열전도율) TRIANGLE T(표면1,2의`온도차)}로 나타낸다.복사 열전달 실험에서 여러 가지 데이터를 찾아낼 수 있는데 복사계(radiometer : 복사에너지를 측정하는 장치)나 열전대(thermocouple : 두가지 금속을 접합시킨 후 온도차에 따른 열기전력 발생시키는 원리인 제베크 효과를 이용하여 온도를 측정하는 장치를 말함) 써모파일(thermopile 열방사검출소자 : 다수의 열전대를 직열로 하여 접속 온도변화에 따른 전력 변화의 감도를 증대, 온도를 측정하는 것) 등을 알 수 있다.3. 관련 방정식E=sigma times T^4: 완전 흑체에서 방출되는 에너지 (kcal/m2h)Q over A = epsilon sigma ({T_1}^4 - {T_2}^4 ): 단위면적당 복사되는 에너지 (kcal/m2h)epsilon = {C times E_mv (R) }over{sigma times F_RO times ({T_o} ^4 - {T_R} ^4 ) }: total emissivity of surface at given temperature ofsurface(Mean effectivity emissivity)F_RO = r^2 over {r^2 + L^2}: shape factorsigma = 4.88 times 10^-8: Stefan-Boltzmann constant (kcal/m2hK4)C =74.1: radiometer calibrated sensitivity constant(kcal/m2h?mV)T_O = t_o +273~~~~~~~~~~T_R = t_R + 273본 론4. 실험 장치 및 방법(1) 실험장치< 그림 1. 열전달 계수 측정 장치(thermocouple) >(2) 실험방법(a) 실험장치를 고정시킨다.(b) radiometer assembly, conical shield, specimen heating device를 정렬시킨다.(c) 기준온도까지 예열한다.(d)t_o,t_R을 측정한다.(e) 거리를 바꾸어 위의 과정을 반복한다.(f) 측정값에 의하여 열 유속을 계산한다.(g) 평균 방사율(emissivity)을 구한다.※ 참고: Temperature correlation for C.A thermocouple에서 ㎶를 사용하므로측정 데이터에 1000을 곱해서 값을 찾는다.5. 실험 시 유의사항(1) 거리의 변화 및 온도의 구배가 크지 않으므로 각각의 정확한 위치에서 온도를 측정한다.(2) 실내 온도의 변화가 없게 실험을 한다.결 론5. 실험 결과(1) 실험 결과표MeasurementCorrelationComputationDigital mV meterRadiation ShieldmV-Temp.Correlationfor CA.ThermocoupleSampleSurfaceTemp.Thermo-pileReceivedTemp.RadioMeterShape FactorElectromotiveForced byThermocoupleOutputRadiusDistance(1)(2)(3)(4)(5)(6)t1t2RrLt0tRT0TRFR0εMEmVmm℃Kex12.150.980.1640340298.6571.70.013650.179817.340.560.1740190180.02514.03453.025287.030.04240.172327.340.560.15402100.0350.184237.340.550.144023013.922286.9220.029360.204947.340.550.14402500.024960.241057.340.550.12402700.021480.2400(2) 거리에 따른 방사율의 변화 그래프< 그래프 1. 거리에 따른 방사율 >6. 실험결과 분석 및 고찰이번 실험에서는 열전달 계수 측정 장치를 이용하여 거리에 따른 형상계수 및 방사율을 측정해 보았다. 첫 번째로 결과 값에 대한 분석을 해보자.t _{1`}의 값은 일정하게 고정시킨 후 거리 L을 변화시켜 보면서t _{2}의 값의 변화를 관찰 하였다. 거리가 멀어질수록 온도(t _{2})값은 아주 작은 차이로 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 거리가 멀어지기 때문에t _{2}값이 작아지는 것은 합당한 듯하다. 하지만 그 변화 값은 미소한 듯 했다. 방사율 경우에는 온도의 변화보다는 큰 구배를 가지고 있었지만 여전히 크게 변하지는 않았다. 하지만 여기서 절대적인 기준 값이 없어서 0.17에서 0.18로 방사율이 변하는 것이 큰 변화인지 작은 변화인지는 확실하게 알수는 없었다. 형상계수도 마찬가지로 온도 구배보다는 큰 변화를 보였지만 여전히 큰 변화라고는 할 수 없었다. 그래프에서 거리가 증가할 때 방사율은 대체적으로 증가하는 것을 볼 수 있었다. 방사율이란 위에서도 언급 했듯이 실제 표면에서 방사된 총복사를 흑체 표면에서 방사된 총복사로 나눈 것이다. 결과 값들은 0.17~0.24범위 이다. 즉 흑체일 경우에는 1인 것을 생각해 보면 복사에 의한 열전달은 작다는 것을 알수 있다.

공학/기술| 2014.05.11| 7페이지| 1,000원| 조회(333)

기계공학실험, 기계공학실험3, 복사 열전달 계수 측정

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Data Acquisition System

실 험 요 약1. 실험의 목적DAQ(Data Acquisition)시스템의 기본 원리와 실험을 위한 DAQ 시스템을 이해한다. DAQ의 아날로그 / 디지털 입출력, 카운터 등에 관한 이론, 사용법과 Function generator와 Oscilloscope에 대하여 소개한다. 또한 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)라는 해석 소프트웨어 시스템을 이해하고, 활용과 응용에 대하여 알아보고자 한다.2. 실험 결과의 개요이번 실험에서는 DAQ(Data Acquisition)시스템의 이해를 위한 실험이었다. 실험을 직접 하지는 않았지만 자료를 찾아봄으로서 Function generator, D/A converter, A/D converter, Oscilloscope, LabVIEW 등의 기능을 이해할 수 있었다. 어떠한 물리량을 데이터화 하고 그것을 분석할 수 있는 시스템인 DAQ(Data Acquisition)시스템의 다양한 활용도도 알수있게 되었다.목 차서 론실 험 목 적---------------------------3실 험 이 론---------------------------3본 론실 험 장 치---------------------------5실 험 방 법---------------------------5결 론시 험 결 과---------------------------6용 어 정 리---------------------------6결 과 분 석 및 고 찰---------------------------9참 고 문 헌---------------------------10표, 그림, 그래프 목록그 림 1.대표적인 신호와 계측 구조---------------4그 림 2.Data acquisition system의 구성---------------4그 림 3.Function generator---------------5그 림 4.Oscilloscope---------------5서 론1. 실험의 과 동일하다. 데이터를 획득하여 정량화하고 저장하는 작업에는 신호를 수집하여 저장하는 데이터로거(data logger)와 PC를 토대로 한 데이터 획득 시스템이 사용된다. 일반 개인 컴퓨터에 내장된 데이터 획득 시스템은 데이터 획득 시스템과 PC를 조합한 복합 시스템이다. 이는 외부장비, 입출력(I/O)플러그 인 보드와 PC로 구성된다. 이를 운용하기 위하여 특정 부프로그램을 이용하여 제어하고 양방향 통신을 구동한다. 이를 통하여 데이터를 입출력하고 전송한다.그림 1. 대표적인 신호와 계측 구조그림 1은 자동 데이터 획득 시스템(DAS)이 실제 계측과 그 후의 데이터 획득 중의 일반계측방법에 어떻게 부합되는가를 보여준다. 아날로그 신호는 진폭과 시간에 있어서 연속적인 반면에 디지털 신호는 진폭과 시간이 이산(비연속적)적이라는 것이다. 아날로그 장비들은 Analog-to-digital converter를 통하여 디지털 장비에 신호를 전달하며, 디지털 장비의 디지털 신호는 Digital-to-analog converter를 통하여 아날로그 장비에 신호를 전달한다. 이들 장비들은 컴퓨터를 바탕으로 한 데이터 획득 시스템의 주요 부품이다. 이외에도 필터, 증폭기, shunt 회로, 아날로그 멀티플렉서 등이 있다.2-2. Data acquisition system의 구성DAQ(Data Acquisition) 시스템의 목적은 빛, 온도, 압력, 힘과 같은 물리량을 디지털 신호 상태로 측정한 후 컴퓨터를 이용하여 분석, 저장, 데이터 처리를 하는 것이다. DAQ system은 다음과 같은 구성을 가진다.① 센서 : 물리량을 전기적인 신호로 변환② 신호처리장치 : 미약한 전기 신호를 증폭하고 선형화③ 아날로그/디지털 변환 : 컴퓨터에서 필요한 디지털 신호로 변환④ 자료 수집 및 분석용 소프트웨어 : 수집된 자료를 표시, 분석, 저장하는 기능DAQ 시스템은 측정 대상에 따라 센서와 신호처리장치가 달라지지만 아날로그/디지털 변환과 소프트웨어 부분은 변하지 않는다. 신호처리 장치 그림, 기호(graphical symbol)에 의존한다. 프로그램을 통해서 라인단위 실행이나 디버깅을 할 수 있는 기존의 프로그램 도구들도 모두 포함하고 있으며, 실행과정에서 데이터의 흐름을 다이내믹하게 관찰할 수 있도록 되어 있다. 또한 기존의 프로그래밍 언어로 가능한 어떠한 수치적 계산도 LabVIEW를 이용하여 계산이 가능하다.본 론2-3. Input/Output system의 구성그림 3. Function generator2-3.1 Function generatorFunction generator는 다양한 교류(사인파, 삼각파, 구형파 등)를 만들어내는 장비이다. 파형의 주파수(frequency), 진폭(amplitude), 오프셋(offset), 위상(degree)들을 제어할 수 있어 아주 낮은 범위에서 높은 범위까지 가변될 수 있어서 회로시스템의 주파수 특성을 분석하는데 좋은 신호제공기가 된다.그림 4. 2-3.2 OscilloscopeOscilloscope는 물리적인 세계에서는 에너지 입자의 진동, 그밖에 보이지 않는 힘들이 어디에서나 존재하며 이러한 힘들을 전기적인 신호로 바꿔주는 것이 센서이고 바뀐 전기적신호를 연구하고 관찰할 수 있는 것이 Oscilloscope이다. Oscilloscope는 쉽게 말해 전기적인 신호를 화면에 그려주는 장치로서 시간의 변화에 따라 신호들의 크기가 어떻게 변화하고 있는지를 나타낸다. 일반 계기로는 측정할 수 없는 주파수, 펄스 전압, 충격성 전압, 주기, 파형 들을 측정할 수 있는 계측기기이며, 전자 기기의 특성 관측이나 수리, 조정 등에도 많이 쓰이는 측정기이다.3.실험방법① Frequency, amplitude, offset, trigger, degree, coupling, sampling rate등의계측장비와 관련한 용어를 숙지한다.② Function generator를 이용하여 작동 방법을 익히고 주파수 진폭 오프셋 등을 변경 시킨다. 오실로스코프를 이용하여 출력되는 신호를 측정 한다.③ 오실로스코프, 그 신호를 디지털 수치신호로 변환하는 장치로서 각종 디지털 신호처리를 위해 사용된다. A/D 변환기의 성능은 신호의 크기 변화 감지정도를 의미하는 분해능(Resolution)과, 신호수집의 시간간격을 의미하는 샘플링 주파수에 의해 평가된다. n비트(Bit)의 A/D변환기에서는 입력한 아날로그 신호를 2n의 단계의 수치신호로 변환시킨다. 따라서 8비트 변환기의 경우, 입력신호를 256구간으로 나누고, 입력신호범위가 ±5V일 경우의 A/D변환에 의해 발생할 수 있는 오차정도는 10/256이 되는 것을 알 수 있다. 최근에는 다수채널을 동시 샘플링 할 수 있는 A/D 변환기도 이용되고 있다.3) D/A converter프로세스와 관련된 출력장치는 컴퓨터 출력을 적절한 구동신호로 바꾸어 프로세스를 제어하는 데 사용한다. 이러한 구동신호는 직류모터를 속도 제어하는 전압처럼, 그 고유한 특성이 아날로그이어야 한다. 이러한 경우에 디지털 시스템의 출력을 원하는 아날로그 형태로 바꾸어주는 장치가 필요한데, 이것을 D/A Converter (DAC)라고 한다.4) Function generator함수발생기는 넓은 범위에 걸쳐 조절가능한 주파수를 가진 여러 가지 파형을 선택할 수 있는 기기이다. 가장 일반적인 출력파형으로는 정현파, 삼각파, 구형파 및 톱니파 등이 있다. 이 파형들의 주파수는 수분의 1Hz에서 수 백 kHz에 이른다.이 발생기의 여러 가지 출력을 동시에 사용할 수 있다. 예를 들면, 구형파를 사용하여 가청계통의 선형성을 측정하면서 동시에 톱니파를 이용하여 오실로스코프의 수평편향증폭기를 구동하여 그 측정결과를 눈으로 볼 수 있게 나타낸다. 이 함수발생기의 또 하나의 유용한 특성은 외부 신호원에 위상을 고정할 수 있다는 점이다. 한 함수발생기를 이용하여 제 2 함수발생기의 위상을 고정시킬 수 있으며 이 때 두 출력신호는 조정 가능한 양만큼 위상에 변화가 일어날 수 있다. 뿐만 아니라 발생기는 다른 발생기의 정현고주파에 위상을 고정시킬 수 있다. 고주파의 위상과 진폭 기능이 옵셋(offset)이다.옵셋 조절의 예를 들어보면 다음과 같다. 5V 직류 전압에 섞인 ±80mV로 흔들리는 노이즈 성분을 측정하는 경우를 생각해 보면 오실로스코프는 초기화되었을 경우 출력 화면의 중간 부분이 0V로 설정된다. 따라서 0V를 기준으로 입력 신호의 파형이 화면에 출력된다. 수직민감도를 500mV/div로 설정하면 화면에 출력될 수 있는 신호의 크기는 ±4V이다. 5V직류 전압에 섞인 ±80mV로 흔들리는 노이즈는 실제로는 5V-80mV~5V+80mV의 범위에서 흔들리는 파형이기 때문에 500mV/div 수직 민감도에서는 이 파형을 관찰할 수 없다. 그러나 옵셋을 5V로 설정하면 화면에 출력되는 파형의 크기가 ±4V에서 5V-4V~5V+4V로 바뀌기 때문에 원하는 파형을 볼 수 있다. 이와 같이 옵셋은 화면의 중간 지점의 크기를 수직으로 이동시키는 역할을 한다.7) Amplitude진폭, 주파수의 크기. magnitude와는 다른 의미를 가진다.진동하는 신호의 크기를 말하며 정현파인 경우에는 신호의 최대치를 말한다.그림 6. 진동그래프그림과 같은 경우 a가 진폭이 되며, T가 주기, 주기의 역수가 주파수이다.8) Oscilloscope전압이나 전류의 입력파형의 변화를 음극선관(CRT) 화면을 통해 시각적으로 보여 주는 장치. 입력 파형은 녹색의 CRT 화면에서 흰 선의 그래프로 표시되며 입력의 변화에 따라 파형이 연속적으로 변한다. 전자적인 기기에서 측정을 위해 필수적인 계기이다. 수평·수직 편향용 증폭기, 시간축 소인 신호 발생기, 음극선관, 제어 회로 및 전원 회로로 구성되어 있으며 음극선관으로는 보통 정전 편향형인 것이 사용된다.9) Sampling rateSampling rate는 오실로스코프가 얼마나 자주 신호를 Sampling 하는지를 나타내며, 초당 샘플수, 즉 sample/s로 표시한다. 파형을 정확히 복원하기 위해서는 Sampling rate가 신호의 최대 주파수 성분의 2배 이상이 되어야 하는데, 일반적으로는 3배에서 5 한다.

공학/기술| 2014.05.11| 9페이지| 1,000원| 조회(186)

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