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伸长计

用于材料测试的应变测量设备- ZwickRoell的核心竞争力

一个伸长计是一个应变测量装置用于测量试样在载荷作用下的延伸。扩展测量是ZwickRoell的核心竞争力之一。

接触伸长计光学伸长计选择标准

什么是引伸计?

一个伸长计是一个应变测量装置用于测量材料在载荷作用下的延伸。

  • 材料的延伸是一种物理变形,当它受到与之相关的拉力等载荷时发生拉伸试验.除了由拉伸载荷引起的应变外,引伸计还有助于确定不同类型载荷应用下的压缩变形或挠度,包括循环试验(包括疲劳试验)压缩测试而且弯曲测试
  • 引伸计直接测量试样上的应变。这消除了来自其他测试组件的测量影响,并提高了精度。
  • 在确定材料的特征值时,需要进行应变测量。拉伸模量,杨氏模量,屈服点、断裂应变、r值和泊松比是用伸度计测定的典型值。在比较材料时,这些信息是必不可少的,并帮助制造商确定它们在用于预期用途时是否能够承受所承受的载荷。
  • 引伸计用于各种各样的行业和更广泛的材料。例如金属、塑料、纤维增强复合材料、弹性体、薄膜、纺织品、绳索、纸张和木材。

引伸计的类型/类别

要了解引伸计的工作原理,重要的是要知道基本上有两种类型的引伸计:接触式和非接触式或光学引伸计

接触式引伸计可以进一步分为夹式和传感器臂式引伸计。
非接触式光学引伸计包括基于视频和激光的仪器。

  • 传感器臂伸度计通过安装在传感器臂上的刀口直接连接到标本上。应变是通过评估传感器臂的角度变化或移动距离来测量的。传感器臂伸度计技术经过验证,易于理解。它们以提供高水平的模块化而闻名,为不同的测试任务提供灵活性,以及从手动到完全自动化系统的适应性。
  • 夹式伸长计是一个具有成本效益的解决方案的标准测试任务与低样本吞吐量。它们直接附着在标本上。测量值从样品传输到传感器是短而硬的,通过它可以达到高水平的精度。然而,这些引伸计缺乏灵活性:从设计角度来看,它们中的大多数具有固定的初始测量长度和较短的传输距离。
  • 光学伸长计是基于摄像头的,因此无需接触即可测量。标本上的标记可以直接放置在标本上,也可以通过软件应用虚拟测量标记来确定初始测量长度。在整个测试过程中,通过图像对图像的比较来跟踪量规标记,并记录旅行距离或应变测量。由于相机捕捉了标本的很大一部分,额外的评估选项是可用的,包括2D DIC(数字图像相关),在几个测量点上测量或自动确定断裂位置,从而防止试样排斥。

带传感器臂的伸度计(传感器臂伸度计)

数字和模拟夹式引伸计

光学/非接触式引伸计

光学引伸计(视频引伸计和激光引伸计)测量时不接触,因此对材料特征值的测定没有影响。采用非接触式测量的应变测量装置的另一个优点是,即使是在这方面非常关键的样品,它们也可以一直使用到断裂而没有损坏的风险。

有关我们的视频引伸计和激光引伸计的更多信息,可在以下链接中找到:

视频伸长计激光伸长计

视频引伸计一览

激光引伸计一目了然

用于具有高断裂能的高延伸材料的光学伸缩计

在为您的应用程序选择正确的引伸计时需要帮助吗?

想了解更多关于我们的应变测量设备?

请随时与我们联系!

为什么选择ZwickRoell的引伸计?

ZwickRoell引伸计有:

  • 我们的核心竞争力来自于数十年的应用技术经验。
  • 与我们的其他测试组件一起开发和制造,确保完整的测试系统兼容性。
  • 设计超出标准要求,因为引伸计的精度是必不可少的可重复可靠的测试结果

选择标准

几乎所有的拉伸测试标准,如ASTM和ISO都要求应变测量。最适合应用的引伸计取决于标准所规定的要求以及试样的材料特性。

确定理想的引伸计是基于六个主要标准。这些包括必须满足的特性,如引伸计精度、分辨率、测量范围、所需的测量值和将使用引伸计的测试温度。但关键的附加价值是由一些特性提供的,如易于操作、较短的学习曲线、功能范围、每次测试的成本以及附加选项提供的进一步信息。

材料及试样形状
试验顺序及标准
测试环境
功能
处理
预算及成本

材料及试样形状

最佳引伸计的选择过程始于材料和试样形状标准

  • 最大扩展:对所需测量范围的计算很重要。此外,延伸较少的材料通常要求较高的精度。
  • 接触灵敏度:在测试薄材料或接触敏感材料时,可以使用具有特殊刀口的传感器臂伸度计,将对试样的影响降至最低。光学引伸计提供了理想的解决方案,因为它们对样品完全没有影响。
  • 断裂行为:对试样断裂前的测试很重要,以确保引伸计没有损坏。对于高断裂能量,应使用具有相应安全机制的光学伸度计或传感器臂伸度计。
  • 标本尺寸:由于标本宽度或厚度过大,有些标本尺寸限制了引伸计的选择。
  • 标本形状:可以提出特殊的挑战。例如,不规则形状的部件限制了试件的可及性。

试验顺序及标准

无论您是根据行业标准还是公司标准进行测试:测试序列和所需的测量值清楚地指定了关键的引伸计特性。

  • 负载类型:伸缩计用于拉伸、压缩、弯曲或循环测试?一些引伸计可用于所有四种类型的负载,并设计用于测试类型之间的快速变化。
  • 初始规长:通常由标准规定。引伸计所覆盖的测量范围是基于试样的初始规长和最大延伸量。
  • 精度:当涉及到引伸计精度时,标准通常指的是精度等级或等级。这些在引伸计的校准标准中定义,基于测量偏差和分辨率(ISO 9513, ASTM E83)。
  • 所需的测量值:在特定的测试中要确定哪些测量值,您的需求是什么?例如,模块是在测试开始时确定的,因此必须已经设置了相应的准确性级别。通过适当的校准,可以确保这种精度水平。
  • 符合ISO 6892-1的闭环应变率控制方法A1:这种类型的应变控制对引伸计有特殊要求。为了确保测试速度是自动调整的,引伸计不断地反馈电流应变值到电子器件(在ZwickRoell这是每秒2000次)。

测试环境

测试环境是什么?它如何影响引伸计?

  • 测试温度:在温度条件下测试时,必须使用合适的引伸计。有专门设计用于温度室或高温炉的引伸计,能够在这种环境中提供非常高的精度。
  • 光的影响或对流,例如来自空调系统,会限制非接触式光学引伸计的精度。
  • 在生产环境中影响测试的灰尘、污垢和振动需要一个坚固、低灵敏度的引伸计。

功能

功能与附加价值相辅相成,因为引伸计有更多的功能。

  • 灵活性:在不同的应用、标本类型或功能方面高度灵活的引伸计,消除了对多个引伸计的需求。
  • 操作员影响:减少或消除操作员影响对获得可靠的测试结果有多重要?操作人员的影响可能导致偏差和分散的测试结果。
  • 自动化功能:通过自动化功能,可以减少甚至消除操作人员的影响。这大大提高了测试结果的可重复性和再现性。自动功能使干预变得不必要——从测试区域的自动测量和测量点的定心,到自动设置初始仪表长度和传感器臂的连接和分离。
  • 附加价值:光学引伸计通过相机捕捉标本的大部分,因此可以从测量中收集更多信息。测量可以在多个测量点上进行,通过2D图像相关进行全场应变评估,或自动确定断裂位置,从而防止试样排斥。
  • 改造方案:这些方案提供了未来投资的安全性。一些引伸计从一开始就覆盖了广泛的应用。其他的可以通过在未来的时间点进行改造,轻松地适应其他应用。

处理

易于操作的位置,用户在最前沿。

  • 用户简介:谁在使用机器?是否不断地更换生产人员,这些人员在执行测试之前没有进行过多的培训,对测试程序的修改也很少(如果有的话)?或者是希望能够以高度灵活的方式控制测试序列的每个阶段并访问广泛功能的专家?伸缩计和软件可根据用户类型进行调整。
  • 培训需求:自动化功能显著降低培训需求。这包括一个操作直观的软件程序,结构清晰,适合您的操作程序。
  • 修改工作量:如果您经常在不同的应用程序之间进行更改,那么您还必须考虑修改系统所需的工作量——需要多长时间,可以由一个人完成吗?在此过程中是否会出现错误?
  • 标本标记:根据标本的不同,光学引伸计需要使用标本标记,在某些情况下不需要。除了各种标记选项,可以根据试样和要进行的测试进行调整,光学系统也可以在没有标记的情况下进行测量。在这些情况下,使用试样表面的粗糙度,并通过软件对试样进行虚拟测量标记。

预算及成本

说到成本,重要的是要关注收购之后的年份。

  • 获取成本:虽然这些在一开始是非常重要的,但操作引伸计(以及整个系统)所产生的低成本可以迅速弥补较高的获取成本。
  • 培训费用取决于所需培训的数量和使用系统的操作人员的数量。
  • 每次测试的成本和可能的样品吞吐量:操作人员在处理系统上花费的时间越多,运行测试所需的时间就越多。
  • 系统转换或修改所需的时间:为应用程序更改修改系统非常耗时。一个很好的例子是使用温度室时所需的转换。在这种情况下,如果一个人能够进行更改,就可以节省大量时间。
  • 后续测试的成本:由于缺乏系统的准确性和可重复性而产生额外的成本。如果数值的分散太大,就需要详细的后续测试。除了人员成本,你还会遇到新的材料成本。因此,可靠的测试结果在这里起着重要的作用。
  • 维护成本:最后但并非最不重要的是,持续的维护成本非常重要。这些可以通过无磨损部件或在多尘生产环境中使用的特殊安排来减少。
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