引伸计

每当需要精确的应变测量，且无法仅通过横梁位移可靠推断时，都应使用引伸计。横梁位移包括来自机器柔量、夹具就位和加载链挠度的贡献——所有这些都可能显著高估真实的试样应变，特别是在刚性材料或低应变值下。引伸计对于确定弹性模量、屈服强度和其他应变相关性能至关重要，并且是大多数材料测试标准（包括 ISO 6892-1、ASTM E8/E8M 和 ISO 527）所要求的。作为一般规则，如果您的测试结果取决于准确的应力-应变曲线，则应使用引伸计。

标距是未受力试样上引伸计两个接触点之间的定义参考距离。应变计算为该长度的变化量除以原始标距。许多测试标准规定了相对于试样尺寸所需的标距——例如，ISO 6892-1 通常使用 5.65√S₀ 的比例标距。为您的试样和标准选择正确的标距对于产生合规、可比的结果至关重要。

是否在断裂前取下引伸计取决于材料及其失效方式。对于具有逐渐失效特征的延性材料，引伸计通常可以保持到断裂。对于会发生爆炸性失效的脆性或高强度材料，断裂时释放的能量可能会损坏设备——在这些情况下，建议在失效前取下。对于标准夹持式引伸计，这通常需要暂停测试以手动取下设备，然后再继续。 AutoX750 和 AutoXBiax 可以配置为在定义的阈值处自动缩回，从而无需中断测试，而视频引伸计无需取下，因为它们与试样没有物理接触。

橡胶和弹性体会发生非常大的变形——通常为 500–1000% 的应变——由于行程范围有限，这排除了大多数标准夹持式引伸计。对于这些材料，视频引伸计是热门选择，它通过光学方式跟踪涂在试样表面的两个点，无物理接触，对材料行为无影响，且直到断裂都没有传感器损坏的风险。Instron 的 XL 长行程引伸计也是一个可行的选择，提供高达 750 mm 的机械行程，尽管与视频引伸计提供的灵活性和测量范围相比，它是一个更直接的解决方案。这两种方法都符合 ISO 37 和 ASTM D412 对硫化橡胶和弹性体拉伸测试的要求。

引伸计根据 ISO 9513（国际）或 ASTM E83（美国）进行校准和分类，这些标准定义了精度等级——如 0.5 级、1 级和 2 级——规定了整个测量范围内的允许误差。您的测试所需的等级通常由相关的材料测试标准规定。例如，ISO 6892-1 在大多数应用中要求 1 级或更高。Instron 引伸计随附可追溯至国家标准的校准证书，并提供重新校准服务以保持持续合规。

轴向引伸计沿加载轴测量应变——这是拉伸或压缩测试中的主要变形方向。横向引伸计测量垂直于加载轴的应变，捕捉试样拉伸时宽度或直径的减小。轴向和横向测量结合使用，可以计算泊松比——即横向应变与轴向应变的比值。Instron 提供了几种在单次测试中同时捕捉这两者的方法：专用的横向夹持式引伸计与轴向设备配对、双轴和平均夹持式配置、AutoXBiax 自动接触式引伸计以及 AVE3 视频引伸计，后者可以通过光学方式测量轴向和横向应变，而无需与试样进行任何物理接触。

自动接触式引伸计在软件控制下自动安装到试样上并从试样上脱离，消除了测试之间的手动操作。它是高通量生产测试环境和自动化测试单元的理想选择，在这些环境中，最大限度地缩短循环时间、减少操作员变异性以及保持一致的标距定位是首要任务。Instron 的 AutoX750 和 AutoXBiax 与广泛的万能材料试验机和静态液压测试系统兼容，并与 Bluehill 软件完全集成，实现无缝测试控制。

这取决于引伸计类型。夹持式引伸计通常固定在特定的标距上——根据多种标准或试样几何形状进行测试的实验室通常需要为每个标距配备单独的设备。视频引伸计是最灵活的选择，能够在不更换任何硬件的情况下测量各种标距、延伸率和材料类型——该设备通过光学方式跟踪直接涂在试样表面的两个点，因此标距仅由点的位置决定。AutoX750 支持在其行程范围内的自动标距定位，非常适合测试各种试样尺寸且无需在测试之间进行手动调整的实验室。

这两种设备都测量应变，但它们的工作方式根本不同。应变计是一个直接粘接在试样表面的微小电阻元件——随着材料变形，应变计也随之变形，从而使其电阻与应变成比例地变化。正确的安装需要熟练的技术人员：表面处理、精确的粘合剂涂抹和正确的接线对于获得可靠数据都至关重要。引伸计是一种独立的仪器，通过机械接触或光学跟踪来测量试样上两个定义点之间距离的变化。

应变计非常适合测量结构或复杂几何形状上特定点的应变。然而，引伸计是材料测试的标准选择，在材料测试中，需要定义的标距、测试之间的简便设置以及符合 ISO 9513 和 ASTM E83 等测试标准——而不需要应变计所要求的准备时间或专业知识。

引伸计误差最常见的来源包括错误的标距设置、试样上不一致的刀口放置以及测试期间接触点的滑动——所有这些都会给应变测量带来变异性。对于夹持式引伸计，夹紧力不足或过大会导致设备滑动或影响试样的行为。引伸计与加载轴之间的对中不良会引入弯曲误差，特别是在压缩测试中——平均引伸计专门设计用于补偿这一点。环境条件，特别是试样附近的温度波动和气流，会影响图像稳定性并给视频引伸计测量带来误差。Instron 的 AVE3 视频引伸计采用了集成照明和气流管理技术，旨在减少这些变量对测量精度的影响。定期根据 ISO 9513 或 ASTM E83 进行校准是识别和纠正系统误差最有效的方法。

引伸计测量的是工程应变——即标距的变化量除以原始标距。工程应变是大多数材料测试标准（包括 ISO 6892-1 和 ASTM E8/E8M）要求的标准输出，对于大多数变形相对较小的材料测试应用来说已经足够。如果需要，可以从后处理中的工程应变值计算出真实应变，真实应变考虑了试样变形时不断变化的标距。对于大变形测试——如弹性体或高延性金属——工程应变和真实应变之间的差异变得更加显著，在解释结果时应予以考虑。