当今的人类社会已经步入了信息社会、网络化时代,社会生产力和科学技术都在高速发展,带给了我们前所未有的繁荣和发展机遇。在这样一个社会大背景下,电子技术也得到了飞速的发展。到20世纪50年代,电子技术在引伸计领域得到了广泛应用,出现了电阻应变式引伸计、电感式引伸计、电容式引伸计及视频引伸计等。由于电感式引伸计和电容式引伸计目前在国内应用还不太广泛,所以暂不作详细介绍。
(一)电阻应变式引伸计
这是目前应用最多的引伸计。常见的电阻应变式引伸计有电子引伸计、平均值引伸计和双侧电子引伸计等。
1、电子引伸计
当单侧电子引伸计所测量的线段位于弯曲变形的中性层上时,由于中性层上的弯曲变形为零,此时单侧电子引伸计测不到附加的弯曲变形而只测到纯拉伸变形,其测量结果是准确的。但偏心是随机出现的,大多数情况下单侧电子引伸计没有安装在测中性层上的线段位置,所以测得的变形量就不是试样的纯拉伸变形量。这就是单侧电子引伸计的测量结果极不稳定的原因。单侧电子引伸计的使用目前在我国还比较普遍。
2、平均值引伸计
平均值引伸计是在拉伸试样的对称两个侧面上各安装一只电阻应变式引伸计,分别测得两个侧面上标距段内的线段变形量,然后输入电桥电路中得到两个侧面上所选线段变形的平均值,即得到扣除了弯曲变形之后试样的纯拉伸变形量。这种测量原理是正确的,在国内外已经逐渐得到应用。平均值引伸计的特点是它的左、右两个引伸计从理论上来讲其放大倍数应该完全相同,实际生产中是经过挑选使得两个引伸计的性能相近。另外此种引伸计的价格较高、横向尺寸较大、零件数比单侧电子引伸计要多一倍、质量较大和安装较麻烦,这些是它的不足之处。
3、双侧电子引伸计
双侧电子引伸计是一种电阻应变式引伸计,它的特点是感受试样变形的两个刀刃不是测量试样一侧表面线段的变形量,而是安装在试样对称两侧的,并且是分别安装在试样标距段的两端横截面上,即它是在测量标距段内部的一根斜线的变形量。由于采用了这样的设计,它不仅能扣除偏心拉伸的弯曲变形而得到纯拉伸变形量,还能改变标距长度,既可用弹簧拉钩夹具装卡,又能用橡皮筋装卡,这是它与其他电子引伸计的不同之处。
(二)视频引伸计
视频引伸计属于非接触式引伸计,它利用亚像素法原理测量拉伸试样的变形量,可同时测量纵向和横向两个方向的变形量,其测量范围由镜头焦距决定,配备不同焦距的多个镜头可获得多个量程。视频引伸计在应用上的特点是:①适用于金属薄板的塑性应变比(r值)及硬化指数(n值)等力学性能的测试;②可用于一般引伸计不能测量的金属箔、塑料膜等材料的变形量测量;③由于能够测量整个试验过程中的变形量,所以能自动测量真实应变、断后伸长率及总伸长率;④可任意设定原始标距,标距误差对应变测量不产生任何影响。在应用视频引伸计时,试验机夹头的同轴度误差和试件夹持部分与标距部分的同轴度误差是必需要考虑的问题。
(三)自动引伸计
自动引伸计由两对工作臂和一个主体组成。工作臂执行自动装卡于试样、定位标距和传递试样变形量的工作。主体中的测量系统可由光栅、伺服驱动系统、电阻应变测量元件及电感测微头等组成。轴向自动引伸计的标距是可以自由设定的,最小标距为10mm。变形量可达50~200mm,最高可达508mm(含标距)。横向自动引伸计的行程可以达到45mm(标距)。自动引伸计装卡到试样上的过程,即是测量试样横向尺寸的过程。自动引伸计的分辨力一般为0.001mm(无论是轴向或是横向变形测量)。自动引伸计要求的试验条件比较严格。在满足其特定条件时,它得出的试验结果比较好;但在不满足其工作条件时(例如试样有微小初始弯曲),它将无法准确测量出试样的变形量。
总之,随着对测量精度要求的提高,拉伸变形单边测量的方法必然会被双边测量所代替;未来的引伸计将向更加自动化、数字化、精确化和遥测遥控方向发展。 |