Page 38 - 理化检验-物理分册2018年第十一期

杨延华: 引伸计的应用现状及发展趋势

图 ３ 电感式引伸计示意图
Fi g 敭３ Schematicdia g ramofinductanceextensometer
原理主要是依据黏贴在引伸计弹性元件上的应变片
电阻产生变化, 通过变换电路转化成电压信号, 经过
图 １ 球铰式引伸计的工作原理示意图
计算机采集与应力同步显示来测量应变, 电阻应变
Fi g 敭１ Schematicdia g ramofworkin gp rinci p leof
式引伸计安装示意图如图 ４ 所示.
s p hericalhin g eextensometer
２ 电子引伸计

近年来伴随计算机时代的快速发展, 出现了另
外一种新型引伸计———电子引伸计.电子引伸计将
应变信号采集到计算机里, 使其同材料应力同步显
示, 相比机械引伸计, 其降低了人为读数误差, 提高
了测量准确度.电子引伸计包括: 电阻式引伸计、 电
容式引伸计、 电感式引伸计等.其中电阻式引伸计 图 ４ 电阻应变式引伸计安装图
是一种电阻应变式传感器, 应用最为广泛.电容式 Fi g 敭４ Installationofresistancestrainextensometer
引伸计是将物体长度的变化转换为电容的变化, 再 电子引伸计的测量误差对拉伸试验结果会有影
将测得的电容变化量换算成物体的应变.由于其在 响, 文献[ ３ ] 认为电子引伸计的应变测量误差来自于
高频时基本上没有滞后现象, 故可用于动态载荷的 其本身的性能参数、 安装状态、 刀口钝化程度、 试验
测试, 如冲击力的测试等, 电容式引伸计如图 ２ 所
机同轴度、 试样安装倾斜和偏离加载线、 机器震动、
示.电感式引伸计的原理主要是构件变形使铁心运 试样夹紧时附加载荷和在标距外屈服等.不同的影
动, 使得线圈电感发生变化, 因此在输出线圈中产生 响因素, 产生不同的应变测量误差, 测量结果直接影
了电压, 放大并测出这个电压, 即可换算出构件的位 响到规定非( 总) 比例延伸强度的测试准确度.胡国
移及运动的规律.电感式引伸计如图 ３ 所示, 其不 华介绍了单侧电子引伸计测量结果不稳定及误差较
如电阻式引伸计轻便, 但由于其在长时间测试时具 大的原因及双侧电子引伸计的测量原理, 建立了斜
有较好的稳定性, 故适用于常设的测量装置.电阻 线伸长量与拉伸试样轴向伸长量之间的关系, 证明
应变式引伸计, 是目前应用最多的引伸计.常见的 了双侧电子引伸计的测量结果不受偏心拉伸的影
电阻应变式引伸计有单侧电子引伸计、 平均值引伸 响.双侧电子引伸计是一种电阻应变式引伸计, 其
计、 双侧电子引伸计等.电阻应变式引伸计的测量 上传感臂和下传感臂的左端分别与 C 形弹性元件

( 在保护盒内) 的两个水平分支紧固连接, C 形弹性
元件的铅锤分支上贴有 ４ 片电阻应变片并组成全桥
电路, 当试样标距 l 伸长时, 带动内刀片的刀尖a 点
及d 点作相对分离运动, 迫使上传感臂和下传感臂
发生相对转动, C 形弹性元件的铅垂部分产生弯曲
变形, 其上电阻应变片的电阻值改变, 通过电子万能
材料试验机的电子放大电路和数显屏幕就能读出拉

图 ２ 电容式引伸计示意图 伸试样的变形量, 电子万能材料试验机根据这些数
Fi g 敭２ Schematicdia g ramofca p acitiveextensometer 据还可以计算出与其材料有关的力学性能.双侧电

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