기계공학실험 - 가속도 측정

실험 제목 : 가속도 측정
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1. 목적

- 반도체 방식의 가속도 센서를 이용하여 가속도 측정 방법과 가속도를 구하는 방법을 이해하고 실험적으로 구해낼 수 있다.

2. 이론

- 가속도 센서

가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하는 가속도 센서는 물체의 운동상태를 순시적으로 감지할 수 있으므로 그 활용 분야는 대단히 넓다. 검출 방식으로 크게 분류하면, 관성식, 자이로식, 실리콘반도체식이 있다. 여기서는 각각의 방식이 대표적인 가속도 센서에 대하여 설명한다.

1. 관성식

정지계를 기준으로 한 이른바 관성가속도를 측정하는 형식이며, 이에는 질량에 작용하는 가속도에 의한 반력, 즉 관성력을 이용한다.

a) 진자형 : 아래 그림과 같이 마찰이 적은 피벗 베어링으로 진자를 지지한다. 화살표 방향에 가속도 가 가해지면, 진자는 반대 방향으로 변위한다. 이 변위를 측정하여 가속도를 구한다.

b) 진동형 : 그림과 같이 질량 m 을 양측에서 현으로 지지하고 현의 진동수 f1, f2 의 차를 검출한다. 가속도 가 한 방향으로 가해지면 현의 장력에 차가 생겨, 그 주파수 차이로 가속도를 구한다.

2. 자이로식

자이로란 관성계에 작용하는 각속도를 감지하는 것이다. 자이로를 구성하는 중요한 요소에 코리올리의 힘이 있다. 관계식은 다음과 같다.
F=mr(+)²=mr²+2mr+m²
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