DAQ를 사용하여 기계적 변형을 측정하는 방법

+ 데이터 수집 시스템

시험 지점 전반에 걸친 기계적 변형률 특성 분석

기계적 변형률 측정은 구조물이 가해진 기계적 하중 하에서 신장, 압축 또는 굽힘을 겪을 때 스트레인 게이지의 미세한 변화를 감지해야 합니다. 스트레인 게이지 측정은 물리적 변형과 그에 따른 전기 저항 변화 간의 관계에 기반합니다. 측정된 변화는 공칭 게이지 저항에 비해 미미할 수 있으므로, 시험 시 게이지 계수, 배선 저항, 초기 오프셋, 센서 배치 위치 및 가해진 변형률의 기계적 방향을 고려해야 합니다. 구조물의 서로 다른 위치에 여러 개의 게이지들이 부착된 경우, 각 측정 지점은 인장, 압축, 축 방향 또는 굽힘 변형의 서로 다른 조합을 경험할 수 있습니다. 다중 채널 변형률 측정 시스템은 이러한 개별 반응을 정확히 반영해야 하며, 이를 통해 엔지니어들은 시편을 단일 측정 지점으로 취급하는 대신 구조물 전체에 걸친 변형을 비교할 수 있습니다.

브리지 변형률 측정에서는 스트레인 게이지가 휘트스톤 브리지의 일부를 구성하기 때문에 추가적인 변수가 발생하는데, 이는 하나 이상의 활성 게이지 요소의 저항이 변함에 따라 브리지의 출력도 변화하기 때문이다. 1/4 브리지, 1/2 브리지, 풀 브리지 구성은 활성 게이지의 수와 배열 방향에 따라 서로 다른 전기적 응답을 나타낸다. 여기 전압, 브리지 균형, 온도 영향, 리드 저항, 게이지 계수, 그리고 변형이 가해지지 않은 기준값 등이 모두 측정 결과에 영향을 미친다. 데이터 수집(DAQ) 방식의 변형률 측정에서는 시간이 지남에 따라 기계적 하중이 변화하는 동안 미세한 브리지 출력 변화를 반복적으로 포착해야 합니다. 또한 엔지니어들은 시험 대상물을 통해 변형률이 어떻게 전파되는지 파악하기 위해 여러 변형 게이지의 측정값을 동시에 또는 순차적으로 비교해야 할 수도 있습니다. 따라서 최종적인 기계적 변형률 측정 결과는 일관된 변형 게이지 측정 조건, 안정적인 기준값, 그리고 모니터링되는 모든 위치에서 반복 가능한 데이터 수집에 달려 있습니다.

기계적 변형 측정용 DAQ 솔루션

변형률 시험을 수행하려면 변형률 게이지들을 측정 채널에 연결하고, 게이지 및 브리지 매개변수를 정의하며, 무변형 기준값을 설정하고, 기계적 하중이 변화함에 따라 측정값을 수집해야 합니다. 호환되는 멀티플렉서가 장착된 키사이트(Keysight) DAQ 시스템은 여러 테스트 지점에서 직접 변형률 및 브리지 변형률 측정을 위한 측정 프레임워크를 제공합니다. 엔지니어는 센서 배열에 따라 직접 저항 기반 측정 또는 1/4, 1/2, 풀 브리지 구성을 위해 변형률 게이지 측정 채널을 구성할 수 있습니다. 브리지 측정의 경우, 테스트 설정에서는 외부 구동 전압과 적절한 게이지 계수 및 브리지 매개변수를 사용하여 측정된 브리지 응답을 변형률로 변환합니다. DAQ는 무부하 상태를 나타내는 변형률 오프셋을 설정하고, 후속 측정 시 해당 기준값을 적용할 수 있습니다. 이를 통해 다중 채널 변형률 데이터를 수집함으로써 엔지니어들은 여러 위치에서 인장, 압축, 축방향 또는 굽힘 응답을 모니터링하면서 결과적인 기계적 변형률 측정 데이터를 기록할 수 있습니다.

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