컴퓨터 계측 및 실습 A/D-converter 하중센서

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1 컴퓨터 계측 및 실습 A/D-converter 하중센서
영남대학교 기계공학부

2 로드셀이란? - 특정한 방향으로 힘이 작용할 때 전압신호를 발생하는 변환기 종류 : (1) 탄성부재와 변형센서로 구성된 로드셀
굽힘 빔 로드셀 전단빔 로드셀 (2) 물성치의 변화를 이용한 로드셀 압전 로드셀 (3) 원형 링의 변위와 스트레인의 측정으로 구성된 로드셀 프로빙 링 로드셀

3 스트레인 게이지의 원리(전기저항)

4 하중검출방식(1-1) 탄성변형 검출방식 - 선형탄성부재에 스트레인게이지를 부착하여 힘에 의한 변형을 측정한
- 선형탄성부재에 스트레인게이지를 부착하여 힘에 의한 변형을 측정한 후 힘으로 환산하는 형식 - 선형탄성부재의 형상시 고려사항 1. 필요로하는 정확도를 갖고 적절한 힘의 측정능력이 있어야 함 2. 특별한 방향의 힘에 대해 높은 감도 를 가지며 기타방향으로 작용하는 힘에 대해서는 감도가 낮아야 한다.

5 하중검출방식(1-2) 굽힘 빔 로드셀 - 외팔보에 의한 변형감지 - 수직 또는 굽힘응력을 측정하기 위하여 빔의
윗면과 아랫면에 게이지부착

6 하중검출방식(1-3) 전단 빔 로드셀

7 하중검출방식(1-4) - 로드셀의 실물형상

8 Principle of Piezoelectric Sensor

9 하중검출방식(2) 압전 로드셀 (Piezo-Electric type Load Cell)
압전이란? 기계적 스트레인을 받을떄 전하를 발생 반대로 전압을 걸면 스트레인이 발생 재료 : 단결정-수정 (Single-Crystal Quartz) 특징 : 주파수 응답이 매우 높다. (15,000 Hz 정도 가능) 0.05mV~10mV/N 의 정적감도를 얻을 수 있다. - 피에조 소자의 Hysteresis 로 인하여 동적인 하중변화는 잘 측정이 되나 정적인 하중의 측정에는 문제가 있다.

10 하중검출방식(3) 프로빙 링 - 원형의 링의 변위와 스트레인을 측정 - 고도의 정밀도를 얻을 수 있다.
- 다른 측정기의 교정용으로 사용됨

11 실 험 목 적 이번 실험은 하중센서인 로드셀을 이용하여 실제의 하중이라는 물리량을 계측하여 봄으로써 A/D변환을 실습해 봅니다.

12 회 로 도

13 Ontheron int m_therdata Onloadcellon Ontheroff int m_loadcelldata Onloadcelloff

14 프로그램 설명 void CComPractDlg:: Onloadcellon() {
COMI_AD_SetRange (m_hDevice, 0, 0, 10); SetTimer(0 , 100 , NULL); } void CComPractDlg::Onloadcelloff () KillTimer(0);

15 void CComPractDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)
{ m_loadcelldat=COMI_AD_GetDigit (m_hDevice, 0); UpdateData (FALSE); CDialog::OnTimer(nIDEvent); }

16 기 본 함 수 COMI_AD_SetRange (hDevice, ch, vmin, vmax)
: 입력을 받기위해 해당채널의 전압 입력 범위를 설정 -. hDevice : 디바이스 핸들 -. ch : 채널 번호 -. vmin : 입력 범위의 최소값(0, -1, -2, -5, -10) -. vmax : 입력 범위의 최대값(1, 2, 5, 10)

17 short COMI_AD_GetDigit (hDevice, ch)
-. ch : A/D를 수행할 채널 번호 float COMI_AD_GetVolt (hDevice, ch) : A/D 변환을 수행하고 그 결과 값을 Voltage값으로 반환한다. -. hDevice : 디바이스 핸들 -. ch : A/D를 수행할 채널 번호