电子引伸计

在做金属材料力学性能实验中，关于材料变形的测量， 使用zui多的试验仪器就是测量材料变形的静态电子引伸计。 这种引伸计也叫应变片式引伸计。引伸计是感受试件变形的 传感器，主要用于试样变形较小的试验，如测定材料弹性模 量和规定非比例延伸强度等。它的规格一般按其标距和测量 范围来区分。例如，长春三晶试验仪器有限公司生产的5010 引伸计，其标距是50mm，测量范围是10%（5mm）。对于不 同的试验对象，应选用不同规格的引伸计，本文重点阐述学 生实验中的使用。 

使用技巧

1.1 电子*试验机的引伸计安装固定 现在通常的引伸计安装固定方法是使用橡皮筋，使用橡 皮筋在试样上固定引伸计也有很多技巧，zui主要的有以下四点：
其一，松紧适度。一般是在把橡皮筋拉长到zui大长度的 80%左右或原始长度的4倍左右下使用。
其二，缠绕圈数适度， 缠绕过少则缠绕力不够，刀口固定不牢；缠绕过多则可能在 试样产生较大变形时，刀口在橡皮筋与试样的相对错动时被 迫移位，使测试曲线产生跳动。经验表明以“二”形缠绕（2 个单根，每根绕2圈）效果较好。如果橡皮圈的长度不合适， 可以在其适当位置打结。
其三，缠绕端正。缠绕的合力应与 试样垂直、与刀口在一条线上，否则会有分力拉动引伸计的 臂产生不应有的转动，直接影响测试曲线的走向。
其四，标 距准确。一般静态引伸计都有标距长度定位杆，安装时只要 是引伸计的两个臂张开到定位杆不受压、留有一定间隙即可， 通常是留出1mm 左右间隙。如果没有留出这一间隙，使引伸 计的两臂受到压迫，则拉伸曲线的开始阶段必然是应变讯号 先向负向增加，直到两臂不再受压才会恢复正常。 

1.2 金属材料弹性模量的测量 引伸计的选用与测量材料的非比例屈服强度基本相同。只是在标定和使用时更要仔细。
其一，标距必须准确。标定时和使用时的标距误差将直接对应造成测量的误差。
其二， 引伸计的稳定性必须良好。有些引伸计在正常标定时*精度要求，但停留在测量范围内某一点时就会有漂移，严重影响测量结果的准确度（当然这其中也可能是放大电路的 稳定性不好）。其三，环境温度必须稳定，不要用工作台灯近 距照射试棒，热变形不可忽视。
其四，不可有弯曲应变混杂其中，否则将严重影响测试结果，必要时需要使用平均应变测量引伸计。其五，试棒的加工质量不可忽视。如果测 量标距内材料有加工残余应力，那么本应是线弹性的力—— 变形曲线，就会由于存在残余拉应力的部分材料先期进入屈 服状态，从而就会改变测试曲线的斜率，这也就影响了弹性模量的准确测量。
其六，引伸计的刀口是易损件，它的磨损、 尤其是卷刃，会严重影响测试结果。

总之，弹性模量的测量 不仅要求要有高精度的测试设备，还必须要有高精度的试样。 

1.3 使用引伸计绘制全曲线自动测量延伸率实施中，是以记录下的断裂总伸长率At 来确定其断后伸 长率A。所以要选用与试棒测量标距相同标距的引伸计。此种用法因为要使用引伸计一直到试棒被拉断，所以，如不采 取特殊措施将极易损坏引伸计。为此，试棒的稳固夹持至关 重要。
其一，必须使用液压夹头或螺纹犟紧连接，以保证试 棒在断裂时不会沿轴向跳动，从而不会使引伸计过量张开和 受到冲击。
其二，试验机机架刚度要大（用大吨位试验机做 小试棒），使用丝杠驱动或电液伺服式试验机，以保证 试棒断裂时机架的弹性恢复变形尽量小，其移动夹头（横梁） 的跳动也尽量的小，这同样是为了保证试棒在断裂时不会沿 轴向跳动，从而不会使引伸计过量张开和受到冲击。
其三， 试棒不要太长。较长的试棒在断裂时弹性恢复的长度也大（注 意：高强度和低弹性模量的材料也如此），同样在试棒断裂时 会对引伸计产生冲击。需要说明的是，上述曲线的绘制现在 多采用引伸计和位移计（编码器或直线电阻）接力测量的方 式进行，这种方式对保护传感器很安全，也能满足一般测试 的精度要求。但是使用位移计测量的那部分曲线现在多采用 由位移量除以试棒的平行长度来折算其相应的应变值。这一 计算方法是建立在拉伸力不再增加，因而机架的变形也不再增加，和试棒也仅仅是其平行长度内在不断伸长，而平行长 度外则*不伸长的假设条件下的。这一假设显然带有一定 的正向误差。在这里，如果计算时的Lo 不是采用试棒的平 行长度，而是将过渡圆弧部分也包括进来，或许会适当减小 其折算误差。 

1.4 材料非比例屈服强度的测量 一般金属材料这两个参数的测量都在1% 左右变形下完 成。为了提高测量精度，就应选取较小（例如2%）变形测量 范围的引伸计。如果没有这么小规格的引伸计也没有关系， 使用5% 或10% 变形范围的引伸计只要以其2% 的变形范围 作为满量程进行准确标定，确定其精度满足使用要求就可以 使用。事实上，一些相关测试软件就是把一个引伸计分成大、 小几个变形测量范围，经标定后当成几个引伸计来使用的。 

1.5 应变硬化指数n 的测量 应变硬化指数n 的测量需要使用引伸计绘制拉伸曲线直 到zui大力Fm 附近，这就要求所使用的引伸计必须有足够大 的测量范围，对于黑色金属，一般应该使用50% 测量工作范 围的引伸计。这一测试过程，对于塑性比较好的材料而言， 只要稍加注意，能够在拉伸接近zui大力点时适时卸下引伸计， 就是安全的。但是，如果被测材料的塑性稍差，就要非常小心， 必须保证在拉伸即将达到zui大力时立即卸下引伸计，以保证 不会因试棒断裂而打坏引伸计。对于使用橡皮筋固定引伸计 者，可以使用锋利的小刀割断橡皮筋，以提高操作速度。 结语金属材料拉伸试验中，在安装固定、测量弹 性模量、延伸率、屈服强度、应变硬化指数等各个方面具有 各自的测量技巧。合理使用测量技巧是产生准确实验数据的保障。 

在金属材料测试中，目前广泛使用电子引伸计测量试样变形，但如何正确使用，使测量误差更小、精度更高一直为实验人员所困扰。本文介绍了的使用技巧。 【关键词】 应变 测量技巧 浅谈的使用技巧