低温引伸计

1 引言 在材料力学性能测试过程中，应力与应变是相互依存的。任何材料，只要受到应力，就一定产生应变；只要产生应变，其一定受到了应力。引伸计就是能精确测定材料在特征应变条件下的应变数据，并且具备较高分辨率与较高准确度的应变测试仪器。引伸计不同于传统应变测试中常用到的应变片，它可以长期重复使用，并可以根据使用条件和使用要求，选择不同规格和量程，还能测量应变片不能涉及的超大应变——试样塑性变形的测试。更重要的是，引伸计性能稳定、准确度高，可以实现计量溯源。2 引伸计的分类 引伸计是测量构件及其他物体两点之间变形的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。在实际应用中，引伸计的种类很多，主要由以下分类方式； 按工作原理分：机械式引伸计和电子式引伸计。机械式引伸计，是由指针或光标直接指示位移示值，如百分表式、杠杠式、光学式引伸计；电子式引伸计、采用电子元件构成，如电阻应变式、电感式引伸计、电容式、光栅式、激光式、非接触式（视频激光）等。 按装夹方式分：人工装卡引伸计和自动引伸计。人工装卡引伸计为常用引伸计，是由试验人员将隐身装卡在试验之上进行试验；自动引伸计为机电一体复合式自动引伸计，与试验主机为一整体机构，由程序设定计算机控制，进行装卡、打开引伸计。全自动引伸计主要用于大量同类试样的大规模校验。 按量程分：小变形引伸计和大变形引伸计。小变形引伸计，一般应用于5mm变形以下，或更小的变形量；大变形引伸计，一般应用于20mm至500mm（或更大）的变形量，大变形引伸计主要用于测试特定要求硬化指数n或试样延伸率。 按标距分：小标距引伸计、普通标距引伸计和大标距引伸计。 按用于环境分：低温引伸计和高温引伸计。 按试验加载方向分：拉伸引伸计、压缩引伸计、拉压双向引伸计和扭转引伸计。 按测量方式分：接触式引伸计和非接触引伸计。其中，接触式引伸计包括单向引伸计和双向平均引伸计；非接触式引伸计包括视频引伸计和激光引伸计。3 引伸计的选择 引伸计的选择要根据测试对象的应用要求来确定，归纳起来，主要包括弹性变形范围的测试、弹塑性变形范围的测试和塑性变形范围的测试三个方面。3.1 用于弹性变形范围测试的引伸计选择 主要指弹性模量E测试，必须选择高精度引伸计，测量0.01应变范围内必须保证准确度。但是要考虑试验机不同轴度的影响，最好选择双向平均引伸计。3.2 用于弹塑性变形范围测试的引伸计选择 主要指从弹性变形至屈服阶段范围内的应变测量。对于塑性试样应测试拉伸屈服应力σy、χ%应变拉伸应力σχ、拉伸应变ε、拉伸屈服应变εy等数据；对于金属试样应测试非比例延伸强度Rp0.2、规定总延伸强度R等数据。3.3用于塑性变形范围测试的引伸计选择 主要指从弹性阶段拉伸直至较大塑性变形范围，或以至拉断的变形测量。对于塑料试样应测试拉伸断裂应变εＢ、拉伸强度应变εＭ、拉伸标称应变εt、断裂标称应变εtB、拉伸强度标称应变εｔＭ等数据；对于金属试样应测试拉伸硬化指数ｎ、相关延伸率Ａ系列数据。４引伸计的应用 引伸计主要应用于材料的力学性能测试中，测定能表征相关材料在特征应变条件下所对应的应变数据。 在测试过程中，通过精确测试试验所得的应力－应变曲线，以获得试验方法标准中所要求的相关应变条件下的强度指标。根据被测材料的质地特征，引伸计一般应用于塑料材料和金属材料应变数据的测试。这两种测试根据材料的特性以及定义的提法上的差异，其要求测试的项目会有所不同。塑料材料包括：拉伸屈服应力σｙ、χ％应变拉伸应力σｘ、拉伸弹性模量Ｅｔ等数据的测试；金属材料包括：非比例延伸强度Ｒp0.2量Ｅ数据以及延伸率的测试，同时必须保证相关技术要求。根据虎克定律，阶段应是线性的，应该为一条直线。为什么会有这样的差异？通过对曲线的分析，当将两条曲线合成时，即为一条标准的直线。这证明引伸计的测试是正确的，差异实质上是试验机拉力系统的不同轴度引起的。因此，可得出如下结论：（１）试验机的不同轴是永恒的，只是不同轴程度的大小。（２）试样受力后，两相对方向应变量之和是相等的。同时应注意，作为普通拉力试验机，如采用楔型夹持装置或挂钩式夹具，每次装卡试样的同轴度都是有差异的，只是在某一范围。如果由不同操作人员操作，其波动范围会更大。作为弹性模量Ｅ的测试，要求测试试样受力后所产生的真实应变，由于试样拉伸不同轴度是永恒的，而试样受力后两相对方向的应变量之和是相等的，所以要求测试Ｅ时，对于100mm试样测试，Ｅ值应采用双向平均引伸计。当然，对于能够保证试验受力同轴度很好的试验机，也可以采用单向引伸计。[font=

[color=black][b]传统接触式引伸计在实际应用中存在很多问题，比如：[/b][/color][list][*]最常用的应变片式引伸计具有固定的标距和测量范围，当需要不同的标距和测量范围的时候需要购买不同的引伸计，当然由于是机械接触式，通常属于易损件，用一段时间通常需要更换，当然每个引伸计都需要单独标定。[*]大部分的接触式引伸计均不能在破坏性试验中跟踪到试样破坏，试验移除引伸计以后的应变通常通过推算获得，这样不够准确。[*]既然是接触式，打滑（本身刀口不锋利，挂钩式弹簧力度不够，或者人为绑得不够紧）或者安装方式不正确等人为或者机械本身存在的问题是无法避免。[*]由于传统接触式引伸计局限于测量范围和不抗破坏造成的冲击，所以中途需要人为取下来，这样既不安全同时忘记取下来也会造成引伸计破坏。[*]传统应变片式引伸计通常采用喇叭口双臂张开方式测量，两个臂与试验的固定点处于弧线运动，当行程较小的时候，比如3毫米以下可以忽略非线性运动造成的误差，但如果行程超过3毫米，弧线运动造成的误差将无法忽略，国产引伸计通常在3毫米以下能满足精度0.5级，但是超过3毫米精度将越来越差。[*]传统接触式引伸计只能测量接触的部位，假设需要同时测量轴向和径向的变形则同时需要两个引伸计。[*]对于薄膜或者其他生物材料将不能采用接触式测量，因为接触式第一会破坏试样，第二接触式本身有自重或者作为力反馈单元（全自动引伸计）使试样在机器以外遭受重力造成的外力和反作用力将影响试样的严谨性。[/list]上述问题归根结底主要原因是采用了接触式测量，因为接触式在变形量大或者破坏性的试验中，又或者是极端环境（高低温）下测量接触式都存在局限性和弊端，为此研发非接触式引伸计一直是国内外试验机行业所追求的目标。[b]非接触式引伸计最初为激光引伸计，但是激光引伸计存在如下局限性和弊端。[/b][list][*]试样上通常需要粘贴激光反射条，但是激光反射条容易脱落[*]测量的局限性同传统接触式引伸计一样，也只能同时测量两个激光反射条的位置，无法做到同时进行轴向和径向的测量，更加无法做整个试样的测量进行有限元分析[/list]随着工业CMOS和工业镜头的价格下探，采用工业相机加镜头方式测量变形变成可能，但是最初开发的视频引伸计如同激光引伸计一样存在诸多问题，最初的视频引伸计同样需要在试样上的标距位置画黑白相间的参考线，因为此视频引伸计是寻找灰度变化最大的区域，既然是画线就存在如下问题：[list][*]随着拉伸变形大最初的画线会淡化（如同注水）造成对比度下降从而导致目标丢失，因为视频引伸计是寻找颜色差异最大的两个位置，显然这两个位置随着变形量增大将可能出现在试样上的任何位置，并且有可能是因为光照或者阴影导致的干扰[*]如果在金属上做试验的话，通常钢筋或者钢板都有一层氧化皮，当画在氧化皮上的标记脱落后跟踪目标随即丢失[/list]鉴于上述视频跟踪灰度差的方法会导致跟踪目标的准确性及其不可靠，容易受到变形量大、光照剧变或者表皮脱落等原因的干扰，采用此视频引伸计的用户基本都放弃了使用。那么最新的视频引伸计是采用什么原理呢？原理与人脸识别属于同类型的技术，视频引伸计通过跟踪标距位置的特征然后将受力变形后的特征与最初的特征或者上一个特征进行对比寻找相关性（学术上称：数字图像相关性），寻找各个特征移动后的几何中心的方式确定移动距离，也就是通过碎片的移动轨迹找到爆炸中心，此方式能从根本上解决抗干扰问题，即便是表皮脱落除非是一次性全部脱落，当然这种概率及其小，等于是一次性将脸全部蒙住，但是只要像佩戴口罩一样只遮住部分特征始终是能识别跟踪的，因为脸部其他特征都还在，所以此跟踪方式非常可靠。[color=black]上海尤沃尔测量系统开发的视频引伸计采用目前国际最先进的数字图像相关技术，基于跟踪材料表面散斑特征的方式跟踪指定位置特征用于测量材料应变数据，该引伸计采用非接触方式测量，在不对材料施加任何外力情况下对材料应变的整个过程进行全程测量，另外由于非接触测量方式结构，整个引伸计无任何易损件且测量精度不会像传统机械接触式引伸计随着使用频率的增加有任何改变[/color][font='Arial',sans-serif][color=black],[/color][/font][color=black]散斑特征式非接触测量因其优异的性能和突出的优点将引领和改变材料力学测试未来的发展方向。[/color][color=black][b][color=navy]特点：[/color][/b][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]由于是非接触测量方式，一个视频引伸计可替代传统接触式引伸计根据不同使用环境使用所购买的昂贵的引伸计，比如高温引伸计、低温引伸计[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]由于是非接触测量方式，不对被测试样施加任何外力，保证试验的严谨性，特别是对薄膜等表面易划伤且破断力低，传统夹持式引伸计无法使用等材料的完美解决方案[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]不需要任何机械式接触被测试样，测量整个试验过程的变形且中途不需要取引伸计，充分保证试验操作人员的安全[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]引伸计标距任意设定，引伸计在试样上的摆放位置任意设置[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]视频引伸计对于钢筋连接件、钢筋和土工布试样不需在试样上做标记可直接测量，检验全过程无耗材[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]视频引伸计需要新增检验项目时，只需购买升级软件功能包即可实现新的测试方法（某些特定场合需要增加照明和支架，或者更换镜头）[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]视频引伸计的试验过程可记录，试验结束后过程可追溯，便于发现找出问题。[/font][font=Wingdings]l [/font][font=楷体]采用光学原理，无任何机械损耗，一旦标定精度终身不变。[/font][/color][color=black]视频引伸计工作视频参考：[/color][color=black][font=楷体][url=https://haokan.baidu.com/v?vid=12243679447234427425&pd=pcshare]视频引伸计用于常温金属拉伸[/url][/font][/color][color=black][font=楷体][font=楷体][url=https://haokan.baidu.com/v?vid=8930074127768649642&pd=pcshare]视频引伸计用于高温金属拉伸[/url][/font][/font][/color][color=black][font=楷体][url=https://haokan.baidu.com/v?vid=16719083891570319296&pd=pcshare]视频引伸计用于弯曲、抗折试验[/url][/font][/color][color=black][color=black][font=楷体][url=https://haokan.baidu.com/v?vid=3983774204209273545]视频引伸计用于金属棒材拉伸[/url][/font][/color][/color][url=https://haokan.baidu.com/v?vid=1922783104541178065][size=16px]视频引伸计用于金属薄板拉伸[/size][/url][color=black][color=black][/color][/color][color=black][font=楷体][font=-apple-system, BlinkMacSystemFont, &]https://haokan.baidu.com/v?vid=12243679447234427425&pd=pcshare[/font][/font][/color][color=black][font=楷体]https://haokan.baidu.com/v?vid=8930074127768649642&pd=pcshare[/font][/color][color=black][font=楷体]https://haokan.baidu.com/v?vid=16719083891570319296&pd=pcshare[/font][/color][color=black][font=楷体]https://haokan.baidu.com/v?vid=3983774204209273545[/font][/color][color=black][font=楷体]https://haokan.baidu.com/v?vid=1922783104541178065[/font][/color][color=black][font=楷体][/font][/color][color=black][font=楷体][/font][/color]

找了很久关于【引伸计】的资料，今天终于在网上搜到了。转载过来和大家一起分享下[em0910][color=#00008B]引伸计是感受试件变形的传感器。应变计式的引伸计由于原理简单、安装方便，目前是广泛使用的一种类型。引伸计按测量对象，可分为轴向引伸计、横向引伸计、夹式引伸计。[/color]　径向引伸计 用于检测标准试件径向收缩变形，它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ，它将径向变形(或横向某一方向的变形)变换成电量，再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。夹式引伸计 用于检测裂纹张开位移。夹式引伸计是断裂力学实验中最常用的仪器之一，它较多用在测定材料断裂韧性实验中。精度高，安装方便、操作简单。试件断裂时引伸计能自动脱离试件，适合静、动变形测量。