재료인장실험

2) 저항선 스트레인 게이지

(1) 원리

금속선의 저항 변화는 그림 1-1과 같이 힘을 가해서 변형시킬 때 생긴다. 전체 길이 L, 면적 S, 고유 비저항치 ρ, 금속선의 전저항을 R이라 하면 다음과 같은 관계가 성립한다.
(1-1)
여기서 금속선에 인장력(tension)을 주면 △L만큼 늘어나고, 단면적은 △S만큼 작아
진다고 하자. 그러면 저항 변화율 △R/R는 다음과 같다.
(1-2)
일반적으로 프와송의 비(Poisson`s ratio)를 ν라고 하면 단면적의 변화율은 다음과 같다.
(1-3)
이 때 변형율(strain) ε은 무차원이고, 일반적으로 μst(micro strain, 10-6)으로 표시한다. 식 (1-3)을 식 (1-2)에 대입하면 저항 변화율은 다음과 같다.
(1-4)
고려되는 변형율 범위에서는 금속 비저항의 변화율은 무시할 수 있으므로 다음과 같이 근사적으로 표현할 수 있다.
(1-5)
여기서 F를 게이지 상수(gauge factor)라고 하는데, 사용하는 저항선 재료에 따라 달라지나 대체 적으로 2정도의 특성치를 가진다.