超轻引伸计

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。

[font=宋体][color=#444444]视频引伸计作为一个新兴的应变测量工具已经慢慢进入力学测量领域，早期主要是因为价格过于昂贵，而且普及率不高，国内有机会接触的人就更少。国内一直缺乏视频引伸计的计量标准，即便是意见稿我也没看出针对视频引伸计有任何特殊的计量方法，可能是都没怎么接触过。我们研究视频引伸计已经将近十年，接触的都是国外最前沿的视频引伸计开发工程师，最早是在试样上画标记，现在最新的都不用这样操作了，最近看到很多人提及视频引伸计的检定问题，所以写了这个帖子希望能帮助对视频引伸计的计量的理解。视频引伸计和传统引伸计一样，把视频引伸计跟踪的标距设定为引伸计标定仪微分头的移动杆就好了，根据0.5级精度的要求，绝对[url=http://www.gfjl.org/thread-175264-1-1.html][color=#444444]误差[/color][/url]1.5微米或者0.5%，通常第一个监测点肯定是选绝对误差，比如第一个点0.2毫米（200微米）假设选0.5%的话那么误差不能超过1微米，这种情况当然选1.5微米，那么计量视频引伸计的第一步就静止看视频引伸计的数值波动是否超过了1.5微米，假设波动都超过了这个值那么肯定是第一个点的精度要求超过了，市面上的视频引伸计估计大都检不过，包括进口的。第二是物距，也就是视频引伸计与引伸计标定仪的摆放距离，因为通常市面上的视频引伸计镜头与单反相机的结构是一样的，物体摆得近那么成像就大，物体摆得远成像就小，成像大自然就清晰（也就是有效像素高）自然精度就高，所以摆放距离必须和实际应用一致，也就是视频引伸计的视野（通常我们用的是轴向区域），也就是在视频引伸计里面看到当前物距下尺子的长度（拿把尺子放在物距位置），否则检定的时候是小视野实际使用又是大视野就属于作弊行为，因为小视野精度高，大视野精度低，当然还有其他的镜头，这个这里不多提及，只说常用的，但是无论任何镜头都是有物距这一说，也就导致视频引伸计里面也有物距和视野的参数。综上所述，视频引伸计的计量与常规引伸计无异，如果按照标准走的话。但是实际是视频引伸计和其他引伸计的区别在于软件算法，也就是视频引伸计的大脑，算法是无法简单检定的（就像拉力机只检测个最大力，对于软件求取屈服或者其他结果就不计量了），这里主要针对不做标记的视频引伸计，当然做标记（在试样上画标距线）的视频引伸计还有其他问题，在下面一节提及，这里说的算法主要用于识别设定目标区域（也就是试样标距位置），即便目标变形严重（跟人脸识别类似，虽然是同一人但是每次是有差别的），算法必须要找到正确的几何中心，但是计量的时候微分头杆跟拉伸中的试样是有明显区别的，所以此检定仅仅能说明对于外形不变的物体的测量具备精度，不能说明在测量变化的物体的时候具备同样的精度，唯一的检定方法只能与全自动引伸计得出的数据进行比对，此方法与检定摆锤冲击用标样类似。通常做标记（在试样上画标距线）的视频引伸存在的问题是物体拉伸或者其他变形导致引伸计的物距产生变化，而视频引伸计是无法知道的，就像同一张照片里面和人一样高的远处的山在视频引伸计测量里高度是一样的，当然还有其他办法解决，仅举例说明为什么计量视频引伸计不能跟传统引伸计一样。可以看出视频引伸计不能传统方法检验尺子一样的检定，最直接的方式是用标样做比对，也是最准确的。[/color][/font][font=宋体] [/font]

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=