CN108020466B - 针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，属于精密传感器与精密仪器技术领域。固定夹靠紧试样侧面，卡紧夹通过转轴与固定夹连接，安装有刀刃的卡紧夹卡紧试样，并通过橡皮筋与固定夹绑紧，电容位移传感器和测量板固定架分别通过螺钉与固定夹连接。采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑能够适用于标距段长度8‑20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。优点在于：结构紧凑，体积小，精度高，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。

Description

针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计
技术领域
本发明涉及精密传感器与精密仪器技术领域，特别涉及材料力学试验装置技术领域，尤指一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计。
背景技术
随着材料科学研究水平的提高，材料性能试验机正朝着小型化、微观化发展。一系列材料原位微观力学性能测试仪器应运而生。这类仪器为了获取材料的微观变形与失效行为的显微图像，往往与扫描电子显微镜等成像装置集成，因而仪器采取小型化的设计，其试样尺寸也远小于传统的力学性能测试试样。由于空间的限制，传统的常规引伸计也无法与仪器集成。这类材料性能原位测试仪器通常利用LVDT传感器测量两夹具之间的位移来代替试样的变形值，存在较大的误差，无法获取准确的材料拉伸应力-应变曲线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，解决了现有技术存在的引伸计无法与小型原位拉伸仪集成并获取材料拉伸变形的问题。本发明采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑能够适用于标距段长度8-20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。具有结构紧凑、体积小、针对微型试样且能够适应多种尺寸、不遮挡成像光路、精度高等特点，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，固定夹3紧靠试样9的侧面，卡紧夹1通过转轴8与固定夹3连接，安装有刀刃2的卡紧夹1卡紧试样9，并通过橡皮筋4与固定夹3绑紧，电容位移传感器5和测量板固定架6分别通过螺钉与固定夹3连接。
所述的测量板固定架6通过螺母副与螺旋测量板7连接，拧动螺旋测量板7调节其与电容位移传感器5之间的相对距离；通过电容位移传感器5与螺旋测量板7之间的相对距离获取试样9在标距段内的变形。
所述的卡紧夹1、刀刃2、固定夹3的材质均为304不锈钢。
本发明的有益效果在于：结构紧凑，尺寸小，能够适用于标距段长度为8-20mm的微型拉伸试样。变形测量的最大值为整个标距段长度的6.5%能够满足大部分原位拉伸试样的要求。测试的变形值为两卡紧机构之间即标距段范围内试样的变形，相较于传统原位拉伸仪利用LVDT传感器测量夹具位移进而间接获得试样变形的方式，本发明所提出的测试方法更为准确、直接。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的试样卡紧机构的示意图；
图3为本发明的变形测量方法的示意图。
图中：1、卡紧夹；2、刀刃；3、固定夹；4、橡皮筋；5、电容位移传感器；6、测量板固定架；7、螺旋测量板；8、转轴；9、试样；10、游标卡尺。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1至图3所示，本发明的针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，包括卡紧夹1、刀刃2、固定夹3、橡皮筋4、电容位移传感器5、测量板固定架6、螺旋测量板7和转轴8，所述固定夹3靠紧试样9侧面，保证引伸计与试样9的安装垂直度，安装有刀刃2的卡紧夹1卡紧试样9，固定夹3通过转轴8与卡紧夹1转动连接。橡皮筋4将固定夹3上的细杆和卡紧夹1上的细杆绑紧，橡皮筋4提供的张力使刀刃2与试样9紧紧卡住，防止与试样9之间的窜动。所述的卡紧夹1、刀刃2、固定夹3均为304不锈钢材质。
参见图1所示，电容位移传感器5和测量板固定架6分别通过螺钉与对应的固定夹3连接，两固定夹3根据试样9尺寸调整，能够适应不同的试样尺寸。测量板固定架6中心加工有螺纹孔，与螺旋测量板7上的外螺纹旋合。电容位移传感器5位移测量分辨率为0.38nm，量程0.5mm。利用数据采集卡采集传感器的输出电压信号。传感器在使用中要确保其在量程内工作，因此在实验开始前拧动螺旋测量板7调节其与电容位移传感器5之间的相对距离，通过采集卡采集的读数，使其相对距离尽量接近。通过测量实验中电容位移传感器5与螺旋测量板7之间的相对距离获取试样9的在标距段内的变形。
本发明引伸计采用分体式结构，电容位移传感器和螺旋测量板利用各自的卡紧装置固定于试样上，拧动螺旋测量板，调整其与电容位移传感器的初始距离，确保传感器在量程范围内工作。采集电容位移传感器与螺旋测量板之间的距离作为试样的变形值。采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑，能够适用于标距段长度8-20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。具有结构紧凑，体积小，精度高等特点，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。
参见图3所示，完成本引伸计的安装和调节后，在实验开始之前，利用游标卡尺10或内径千分尺，测量两卡紧夹之间的距离，来确定标距段的准确长度L，并对传感器数值进行清零。实验开始后采集电容位移传感器5的读数，作为试样标距段的变形量ΔL，实验过程中试样9的拉伸应变值ε=ΔL/L。引伸计整体采用分体式结构，尺寸极小，不遮挡试样标距段。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，其特征在于：固定夹（3）紧靠试样（9）的侧面，卡紧夹（1）通过转轴（8）与固定夹（3）连接，安装有刀刃（2）的卡紧夹（1）卡紧试样（9），并通过橡皮筋（4）与固定夹（3）绑紧，电容位移传感器（5）和测量板固定架（6）分别通过螺钉与固定夹（3）连接；
所述的测量板固定架（6）通过螺母副与螺旋测量板（7）连接，拧动螺旋测量板（7）调节其与电容位移传感器（5）之间的相对距离；通过电容位移传感器（5）与螺旋测量板（7）之间的相对距离获取试样（9）在标距段内的变形；
所述的卡紧夹（1）、刀刃（2）、固定夹（3）的材质均为304不锈钢。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114941996B (zh) * 2022-07-26 2022-11-01 西北工业大学 一种圆棒疲劳试样光纤光栅应变测量系统

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4251918A (en) * 1979-12-03 1981-02-24 Duggan Michael F Extensometer
CN2148958Y (zh) * 1992-07-30 1993-12-08 机电部长春试验机研究所 大标距引伸计
US5712430A (en) * 1996-10-16 1998-01-27 Mts Systems Corporation Extensometer structure
CN2635304Y (zh) * 2003-07-15 2004-08-25 纪宁 木工方孔钻具
KR101170144B1 (ko) * 2011-11-29 2012-07-31 대경테크 주식회사 신율계의 시편 클램핑 장치
CN202994600U (zh) * 2012-12-13 2013-06-12 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 夹持不同规格试样的引伸计
CN203163675U (zh) * 2013-01-15 2013-08-28 深圳万测试验设备有限公司 一种电阻应变式引伸计
CN203643264U (zh) * 2014-01-14 2014-06-11 美特斯工业系统（中国）有限公司 一种钢绞线最大力伸长率测量装置
CN203648453U (zh) * 2013-12-30 2014-06-18 长庆油田分公司技术监测中心环境监测站 一种腕式振荡仪试样管夹持装置
CN204457047U (zh) * 2015-02-06 2015-07-08 渑池县电业总公司 一种立杆晃绳装置
CN205607325U (zh) * 2016-04-22 2016-09-28 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种基于应变控制的绑绳式引伸计
CN106018078A (zh) * 2016-07-21 2016-10-12 南京工业大学 高温下测量钢索轴向拉伸变形的位移引伸夹持装置及其使用方法
CN107444689A (zh) * 2017-06-22 2017-12-08 安康市汉滨区易智网络科技有限公司 带耳紧箍装置
CN207675547U (zh) * 2017-12-21 2018-07-31 吉林大学 针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4251918A (en) * 1979-12-03 1981-02-24 Duggan Michael F Extensometer
CN2148958Y (zh) * 1992-07-30 1993-12-08 机电部长春试验机研究所 大标距引伸计
US5712430A (en) * 1996-10-16 1998-01-27 Mts Systems Corporation Extensometer structure
CN2635304Y (zh) * 2003-07-15 2004-08-25 纪宁 木工方孔钻具
KR101170144B1 (ko) * 2011-11-29 2012-07-31 대경테크 주식회사 신율계의 시편 클램핑 장치
CN202994600U (zh) * 2012-12-13 2013-06-12 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 夹持不同规格试样的引伸计
CN203163675U (zh) * 2013-01-15 2013-08-28 深圳万测试验设备有限公司 一种电阻应变式引伸计
CN203648453U (zh) * 2013-12-30 2014-06-18 长庆油田分公司技术监测中心环境监测站 一种腕式振荡仪试样管夹持装置
CN203643264U (zh) * 2014-01-14 2014-06-11 美特斯工业系统（中国）有限公司 一种钢绞线最大力伸长率测量装置
CN204457047U (zh) * 2015-02-06 2015-07-08 渑池县电业总公司 一种立杆晃绳装置
CN205607325U (zh) * 2016-04-22 2016-09-28 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种基于应变控制的绑绳式引伸计
CN106018078A (zh) * 2016-07-21 2016-10-12 南京工业大学 高温下测量钢索轴向拉伸变形的位移引伸夹持装置及其使用方法
CN107444689A (zh) * 2017-06-22 2017-12-08 安康市汉滨区易智网络科技有限公司 带耳紧箍装置
CN207675547U (zh) * 2017-12-21 2018-07-31 吉林大学 针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
双侧和单侧电子引伸计的比较;胡国华;艾彦;江智平;刘占芳;;理化检验(物理分册)(第07期);全文 *
测试原位纳米压痕的微小型加载装置;嵇佳斌;王义强;赵宏伟;周晓勤;曹力;彭振兴;;吉林大学学报(工学版)(第02期);全文 *

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