실험 3  센서실험

실험 3.1 PT100을 이용한 온도측정 실험

(센서실험장치 DH-KL II pp.96~97 참조)

실험목적: PT100온도센서의 동작원리 및 온도측정

준비물: 센서실험장치(KL-62001), RTD(PT-100)모듈(KL64012의 아래부분),

유리온도계, 온수기, 저수조

실험방법:

1) PT100의 온도-저항 실험

PT100의 저항, 온도특성

[eqn: R`` = ``100`(1+0.00392T``)~ Ω] at  ([eqn: T ~ CENTIGRADE])

(1) 얼음물은 대기압에서 0℃로 가정할 수 있다. PT100을 얼음물에 넣고 5초정도 지난 후에,

PT100의 흰색선과 빨간색선사이의 저항을 측정, 기록

(2) 온수기로 끓인 물과 찬물을 섞어서 적당한 온도를 만든다.

(3) (3)의 물에 PT100을 넣고, 약 5초 지난 후에 PT100의 저항측정하며,

동시에 유리온도계로 온도 측정.

(4) (3)의 저항값 및 온도가 안정되면 저항값과 온도를 연속하여 10 번 읽어서 아래 표에 기록

(5) 물의 온도를 다르게 하여 (2), (3), (4) 를 10회 반복측정

(6) 아래의 표를 완성한 후 가로축을 유리온도계 평균값, 세로축을 저항의 평균값으로 하여

그래프를 그리시오. 저항의 평균값에는 표준편차 크기를 표시하시오.

회수	판독번호	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	평균	표준편차
1	온도(℃)
	저항(Ω)
2	온도(℃)
	저항(Ω)
3	온도(℃)
	저항(Ω)
4	온도(℃)
	저항(Ω)
5	온도(℃)
	저항(Ω)
6	온도(℃)
	저항(Ω)
7	온도(℃)
	저항(Ω)
8	온도(℃)
	저항(Ω)
9	온도(℃)
	저항(Ω)
10	온도(℃)
	저항(Ω)

2) PT100을 이용한 온도측정, 변환실험

(1) KL64012의 전원을 KL62001로부터 연결

(2) Digital Multimeter를 전류계로 설정하고, 두 개의 리드선을 KL64012의 PT100 연결위치 B-A

에 연결

(3) R2를 조정하여 전류가 2.55mA가 되도록 조정

(4) R14를 조정하여 Vf1이 2.55V가 되도록 조정

(5) 전류계를 제거하고, 그 자리에 PT100의 빨간색선을 A에, 흰색선 2개를 각각 B, B'에 연결

(6) Digital Multimeter를 전압계로 설정

(7) PT100을 저수조에 넣고 온도와 전압측정 {앞의 PT100의 저항측정실험의 (3)~(4) 요령}

유리온도계로 온도측정, 이때 온도에 대한 전압 (Vo27과 Ground사이) 측정(10회)

(8) 아래의 표를 완성한 후 가로축을 유리온도계 평균값, 세로축을 전압의 평균값으로 하여

그래프를 그리시오. 전압의 평균값에는 표준편차 크기를 표시하시오.

회수	판독번호	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	평균	표준편차
1	온도(℃)
	전압(V))
2	온도(℃)
	전압(V)
3	온도(℃)
	전압(V)
4	온도(℃)
	전압(V)
5	온도(℃)
	전압(V)
6	온도(℃)
	전압(V)
7	온도(℃)
	전압(V)
8	온도(℃)
	전압(V)
9	온도(℃)
	전압(V)
10	온도(℃)
	전압(V)

실험 3.2 공기압력측정 실험

(센서실험장치 DH-KL II pp.208,209 참조)

실험목적: 반도체 압력센서의 동작원리 및 공기압력측정

준비물: 센서실험장치(KL-62001), Pressure sensor 모듈(KL64007 좌측), 공기압조절기

실험방법:

(1) KL64007의 전원을 KL62001로부터 연결

(2) 모듈의 영점조정

센서19의 2; +Vo 와 4; -Vo를 서로 전선으로 연결

R1을 조정하여 U2-pin6의 전압이 0.0이 되도록

R11을 조정하여 [eqn: V_o19]가 0.0V 가 되도록 조정

센서19의 2; +Vo 와 4; -Vo를 서로 연결했던 선 제거

(3) 압력센서의 P1을 공압 regulator에 연결

(4) 공압 regulator를 조절하고, 잠깐 (약 5초) 기다린 후 [eqn: V_o19]의 전압 측정

(5) 아래의 표를 완성한 후, 가로축을 공기압력, 세로축을 전압으로 그래프를 그리시오.

그래프에 전압 평균값과 표준편차를 표시하시오.

공기압 압력(MPa)	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4	0.45	0.5
전압(V)
전압(V)
전압(V)
전압(V)
전압(V)
평균
표준편차

실험 3.3 LVDT를 이용한 변위 측정 실험

(센서실험장치 DH-KL II pp.131 참조)

실험목적: LVDT(차동변압기)의 동작원리 및 변위측정

준비물: 센서실험장치(KL-62001), LVDT모듈(KL64015)

실험방법:

(1) KL64015의 전원을 KL62001로부터 연결

(2) R5를 조절하여 센서의 primary coil에 인가되는 1차 전압이 5Vrms (14.14Vp-p)가

되도록 한다.

(3) Digital multimeter를 사용하여 [eqn: V_o30-1]와 Gnd 사이 전압 Va,

[eqn: V_o30-2]와 Gnd사이의 전압 Vb를  측정.

이 전압이 같아지도록 LVDT의 knob를 회전시켜서 core가 중앙에 오도록 한다.

이때를 회전수 0으로 함.

(4)  아래 표와 같이 LVDT의 knob를 회전시키면서 Va 와 Vb를 측정하여  아래 표를 완성.

(5) 위의 (3) ~ (4)를 5회 반복 실험.

(6) 가로축을 회전수, 세로축을 Va-Vb로 하여 그래프를 그리시오.

그래프에 평균과 표준편차도 표시.

실험 횟수 1	회전수	-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
	Va
	Vb
	Va-Vb
실험 횟수 2	회전수	-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
	Va
	Vb
	Va-Vb
실험 횟수 3	회전수	-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
	Va
	Vb
	Va-Vb
실험 횟수 4	회전수	-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
	Va
	Vb
	Va-Vb
실험 횟수 5	회전수	-4	-3	-2	-1	0	+1	+2	+3	+4
	Va
	Vb
	Va-Vb
Va-Vb의 평균
Va-Vb의 표준편차

실험 3.4 Proximity 센서실험

(센서실험장치 DH-KL II pp.150)

실험목적: 유도형 근접스위치 동작원리 및 물체의 근접상태측정

준비물: 센서실험장치(KL-62001), Hall 전류센서모듈(KL64008), 금속편, 대자

실험방법:

(1) KL64008의 전원을 KL62001로부터 연결

(2) 근접센서를 금속편으로부터 먼 거리에서 시작하여 금속편에 가깝게 이동시키면서

KL64008 모듈에서 센서 output의 전압과 센서와 금속시편의 거리를 대자를 이용하여

측정하여 아래 표에 기록

(3) buzzer가 울리는 위치를 중심으로 5mm 범위에서 세밀하게 (3)의 과정을 시행

(4) 거리와 전압과의 관계를 그래프로 그려서 검토

(5) (3)~(5)의 실험을 비금속인 플라스틱 또는 나무에 대하여 실험

금속편과 센서 앞면 사이의 거리 (mm)
전압(V)
소리 유무 (O, X)

비금속편과 센서 앞면 사이의 거리 (mm)
전압(V)
소리 유무 (O, X)