Об использовании контактных и бесконтактных экстензометров
Измерители перемещений (деформаций) предназначены для измерений перемещений (деформаций) образцов и изделий из черных и цветных металлов, композитов, пластмасс, резины, древесины и других материалов в процессе механических испытаний на растяжение, сжатие и изгиб при осевом приложении статистической силы.
Компания Эталон-Профит выпускает контактные измерители удлинений испытываемых образцов серии ИДК:
- механические контактные навесные измерители деформаций ИДК Н с диапазонами измерений от 0 до 5/10/25 мм;
- механические контактные длинноходовые измерители деформаций ИДК Д
- высокоэластичных материалов с диапазонами измерений от 0 до 700/1000 мм и регулируемой базовой длиной от 10 мм;
- механические контактные измерители деформации сжатия ИДК-С (в составе с приспособлением сжатия П.С) или прогиба ИДК-П (в составе приспособления на изгиб ПТИ);
- автоматические контактные измерители деформации ИДК-А при испытаниях образцов на растяжение или сжатие;
- механические контактные измерители деформации ИДК-ВТ
- высокотемпературных испытаниях металлов и их сплавов на растяжение.
Измерители перемещений (деформаций) также называют экстензометрами. По виду измерений перемещений (деформаций) образцов экстензометры делятся на два вида:
- экстензометры измерений продольной деформации;
- экстензометры измерений поперечной деформации.
Как правило, наиболее часто используются экстензометры для измерений продольной деформации образцов. На основе полученной информации о величине продольного удлинения образца в программном обеспечении рассчитываются абсолютное и относительное удлинение испытываемого образца, абсолютное и относительное остаточное удлинение после разрыва, прочностные характеристики (если в расчетной формуле присутствует удлинение образца), в том числе модуль упругости. Менее популярными являются измерители поперечной деформации (сужения, расширения) образца. Их функция заключается в определении абсолютной величины поперечного сужения (расширения) образца и расчете величины относительного сужения образца (расширения). Совместное использование двух экстензометров измерений поперечной и продольной деформаций позволяет рассчитывать статистические параметры, например, коэффициент Пуассона. Коэффициент Пуассона характеризует степень расширения или сужения испытываемого образца в направлениях, перпендикулярных направлению силового воздействия.
По принципу действия экстензометры также делятся на два вида:
- контактные экстензометры;
- бесконтактные экстензометры.
Принцип действия контактных измерителей перемещений (деформаций) основан на преобразовании изменения длины испытываемого образца в процессе нагружения его статической силой в электрический сигнал, пропорциональный удлинению образца.
Принцип действия бесконтактных измерителей перемещений (удлинений) заключается в периодическом сканировании лучом лазера контрастных меток, нанесенных на поверхность образца.
Основные достоинства и особенности использования контактных экстензометров измерений удлинения образца:
- возможность проведения испытаний по различным критериям: до разрушения, до заданного удлинения, в программном режиме;
- удобство установки на испытываемом образце;
- возможность измерений удлинения образца в прямом и обратном направлениях (при положительных и отрицательных деформациях) в режимах растяжения, сжатия или изгиба;
- вариации формы установочных ножей для испытаний образцов из различных материалов;
- прочность и надежность конструкции;
- простота эксплуатации;
- возможность использования дополнительных проставок для изменения базовой длины экстензометра;
- возможность проведения испытаний в высоко-и низкотемпературных средах с использованием дополнительных механизмов или устройств;
- низкая стоимость.
Основные достоинства и особенности использования бесконтактных экстензометров измерений удлинения образца:
- возможность проведения испытаний по различным критериям: до разрушения, до заданного удлинения, в программном режиме;
- сложность настройки и наладки экстензометра;
- необходимость повторной настройки экстензометра при изменении базовой длины или прочих геометрических параметров образца;
- необходимость четкого (абсолютно видимого) нанесения меток на испытываемом образце для отслеживания изменений удлинения;
- появление дополнительных погрешностей при экстремальных значениях удлинений испытываемого образца (например, эластомеры) из-за размывания границ меток базовой длины;
- высокая стоимость и низкая эффективность;
- уровни допускаемых значений погрешности измерений удлинения образца зависят от качества и разрешения используемой оптической системы экстензометра;
- возможность проведения измерений деформации образца в труднодоступных средах (высокотемпературные печи, низкотемпературные камеры, климатические камеры);
- появление дополнительных погрешностей при измерении удлинения образца в условиях энергетического излучения (при повышении температуры – это тепловое электромагнитное излучение, а именно красные и фиолетовые видимые лучи, ультрафиолет, то есть коротковолновое излучение; при понижении температуры – это тепловое электромагнитное излучение, больше инфракрасное, то есть длинноволновое).