Study on Strain Measurement of Agricultural Machine Elements Using Microcomputer

Microcomputer를 이용(利用)한 농업기계요소(農業機械要素)의 Strain 측정(測定)에 관(關)한 연구(硏究)

To design more efficient agricultural machinery, the accurately measuring system among many other factors is essential. A light-beam oscillographic recorder is generally used in measuring dynamic strain but it is not compatible with the extremely high speed measuring system such as 1,000 m/s, also is susceptable to damage due to vibration while using the system in field. The recorder used light sensitive paper for strip chart recording. The reading and analysis of data from the strip charts is very cumbersome, errorneous and time consuming. A microcomputer was interfaced with A/D converter, microcomputer program was developed for measuring, system calibration was done and the strain generated from a cantilever beam vibrator was measured. The results are summarized as follows. 1. Microcomputer program was developed to perform strain measuring of agricultural machine elements and could be controled freely the measuring intervals, no. of channels and no. of data. The maximum measuring speed was $62{\mu}s$. 2. Calibration the system was performed with triangle wave generated from a function generator and checked by an oscilloscope. The sampled data were processed using HP 3000 minicomputer of Chungnam National University computer center the graphical results were triangle same as input wave and so the system have been out of phase distorsion and amplitude distorsion. 3. The strain generated from a cantilever beam vibrator which has free vibration period of 0.019 second were measured by the system controlled to have l.0 ms of time interval and its computer output showing vibration curve which is well filted to theoretical value. 4. Using microcomputer on measuring the strain of agricultural machine elements could not only save analyzing time and recording papers but also get excellent adaptation to field experiment, especially in measurement requiring high speed and good precision.

농업기계(農業機械)의 개량(改良) 및 개발(改發)의 새로운 설계(設計)를 위(爲)하여는 기계요소(機械要素)의 strain의 정밀측정(精密測定)이 중요(重要)하다. 각종(各種) 농업기계요소(農業機械要素)의 strain 측정(測定)을 위(爲)하여 현재(現在) 널리 사용(使用)하고 있는 strain 계측장치(計測裝置)의 Recorder는 1,000m/s 이하(以上)의 고속측정(高速測定)에는 이용(利用)하기 어려울뿐아니라 포장(圃場)에서 실험(實驗)할 경우는 매우 불편(不便)하고 또한 Recording paper에 나타난 Analog Data를 인력(人力)에 의(依)해 Digital로 변환(變換)해야 하므로 이때의 분석소요시간(分析所要時間)이 많이 소요(所要)될 뿐 아니라 오차(誤差)의 발생요인(發生要因)도 많이 내포(內包)하고 있다. 본(本) 연구(硏究)는 Amplifier에서 출력(出力)되는 Analog Signal을 A/D 변환기(變換器)를 갖춘 마이크로 콤퓨터에서 실시간(實時間)으로 측정(測定)하고, 이를 보통의 카세트녹음기(錄音器)에 수록(收錄)하였다가 실험후(實驗後) 콤퓨터에 보내 처리(處理)하는 방안(方案)에 관(關)해 연구(硏究)를 실시(實施)한 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 측정시간간격(測定時間間隔), 사용(使用) channel수(數) 및 data수(數)를 자유(自由)로 조정(調整)할 수 있는 측정(測定) program을 개발(開發)하였으며 특(特)히 측정시간(測定時間) 간격(間隔)은 고속측정(高速測定)이 최소(最少) $62{\mu}s$까지 가능(可能)하였다. 2. Calibration은 funcfion generator와 Oscilloscope를 이용(利用)하여 삼각파(三角波)를 넣어 측정(測定)한 결과(決果)를 콤퓨터에서 plotling한 결과(結果) 정확(正確)한 삼각파(三角波)를 얻을 수 있어 phase distorsion, amplitude distorsion의 문제(問題)가 전혀 없는 것이 인정(認定)되었다. 3. 진동주기(振動週期)가 0.019초(秒)인 Cantilever beam vibrafor의 strain 변화(變化)를 이 실험장치(實驗裝置)로 측정시간(測定時間) 간격(間隔) 1.0ms로 측정(測定)하여 콤퓨터에서 plotting한 결과(結果) 이론치(理論値)와 잘 일치(一致)하는 진동곡선(振動曲線)을 얻었다. 4. 마이크로 콤퓨터는 농업기계요소(農業機械要素)의 strain 측정(測定)에 이용(利用)하면 분석시간(分析時間)이 절약(節約)되고 기록용지(記錄用紙)를 사용(使用)치 않아 경제적(經濟的)일 뿐 아니라 포장실험(圃場實驗) 적응성(適應性)이 우수(優秀)하고 정밀고속측정등(精密高速測定等) 우수(優秀)한 성능(性能)을 갖춘 것으로 인정(認定)된다.