개념 한 쪽
측정법 세트는 「측정 대상 → 전용 게이지」 매칭과 사인바 계산이 축이다. 내경은 실린더 게이지, 틈새는 틈새 게이지, 봉재 지름·판재 두께는 와이어 게이지, 광파 간섭 평면 측정은 옵티컬 플랫이다. 사인바는 sinα = 게이지블록 높이 ÷ 사인바 길이로 각도를 잰다.
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출제기준 단원 「측정법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 게이지 분류 판별 | 1 | 각도 측정에 쓰이지 않는 게이지 고르기 |
| 사인바 계산 | 1 | 게이지 블록 높이로 경사각 구하기 |
| 오차 분류 | 1 | 측정기 구조에서 오는 오차 종류 고르기 |
게이지 선택은 측정 대상과 원리로 묶는다. 두께가 다른 강재 박판 여러 장을 겹쳐 부채꼴로 모아 물체 사이에 넣어 틈새를 재는 것은 틈새 게이지(Feeler Gauge)이고, 봉재의 지름이나 판재의 두께는 와이어 게이지로 잰다 — 반지름 게이지는 곡률, 센터 게이지는 나사 형상 측정용이다. 내경 측정은 확장 가능한 측정 날을 가진 실린더 게이지가 대표이고 내경 마이크로미터·버니어 캘리퍼스도 쓰이지만, 게이지 블록은 측정기 교정·비교 측정에 기준 치수를 제공하는 길이 표준자일 뿐 직접 내경을 측정하는 용도로는 쓰이지 않는다. 높이 치수 측정·마킹은 하이트 게이지, 수정이나 유리로 만들어 광파 간섭 현상을 이용해 평면을 검사하는 것은 옵티컬 플랫이다. 각도 측정 게이지는 오토콜리메이터·수준기·사인바이고 하이트 게이지는 여기에 들지 않는다.
사인바 문제는 공식 대입이다. 각도는 sinα = h/L에 게이지블록 높이와 사인바 길이를 넣어 구한다 — 200 mm 사인바에 게이지블록 42 mm면 sinα = 42/200 = 0.21, α = arcsin(0.21) ≈ 12.1°다. 거꾸로 각을 만들려는 높이차는 L×sinθ로, 200 mm 사인바로 10°를 만들면 200 × sin10°(≈0.1736) ≈ 34.73 mm다. 높이÷길이로 사인값을 구한 뒤 역삼각함수로 돌아오는 순서가 실수 포인트다.
측정 원리 구분도 같은 세트에 나온다. 공기마이크로미터는 압력 변화를 이용한 간접측정기로 「마스터 게이지 3개가 필요하다」는 설명은 대표적인 오답 선지다. 경도 시험은 압입이냐 반발이냐로 갈라진다 — 일정 높이에서 낙하시킨 추(해머)의 반발 높이로 경도를 재는 동적 시험은 쇼어 경도시험이고, 브리넬·로크웰·비커스는 모두 정적 압입법이다.
출제 패턴은 세 가지다. ① 매칭 — 「내경」 실린더 게이지, 「틈새」 틈새 게이지, 「지름·두께」 와이어 게이지, 「광파 간섭」 옵티컬 플랫, 「반발 높이」 쇼어. ② 계산 — 사인바 sinα = h/L와 높이차 L×sinθ를 구분해 대입한다. ③ 함정 — 각도 게이지에 하이트 게이지를 섞는 선지, 내경 측정용에 게이지 블록을 넣는 선지, 쇼어를 압입법으로 적는 선지가 단골 오답이다.
각도 측정게이지에 해당되지 않는 것은?
정답 ① · 각도 측정 게이지에 해당하지 않는 것을 고르는 문제이다. 오토콜리메이터는 광학적 반사 원리로 미소 각도를 측정하고, 수준기는 수평도를, 사인 바는 삼각함수를 이용해 각도를 측정하는 대표적인 각도 측정 게이지들이다.
각도 측정에 쓰이는 오토콜리메이터, 수준기, 사인바와 달리 하이트 게이지는 높이 측정 게이지이다.
200mm의 사인바로 게이지 블록 42mm를 사용하여 피측정물의 경사면이 정반과 평행을 이루었을 때 피측정물 경사면의 각도 α는?
정답 ③ · 사인 바를 이용한 각도 측정 계산 문제이다. 사인 바의 각도는 sinα = h/L로 구한다.
200mm 사인바로 10° 각을 만들려면 사인바 양단의 게이지블록의 높이차는 약 몇 mm 이어야 하는가? (단, 경사면과 측정면에 일치한다.)
정답 ① · 사인바를 이용해 일정 각도를 만들 때 필요한 게이지블록 높이차를 계산하는 문제이다. 사인바의 높이차는 롤러 중심 간 거리 L과 사인 각도에 대해 h = L × sinθ 공식으로 구한다.
사인바 높이차는 '사인바 길이 × sin(각도)' 공식으로 계산하며, 200×sin10°≈34.73mm이다.
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