Extensomètres vidéo
Les extensomètres vidéo sont des systèmes de mesure équipés de caméras destinés à l’essai de matériau. Ils mesurent sans contact pour exclure toute influence sur les valeurs caractéristiques des matériaux. Lors de l’essai, une ou plusieurs caméra(s) capture(nt) des images de l’éprouvette qui sont numérisées et transférées au logiciel d’essai. Une comparaison image par image permet d’évaluer les déplacements sur l’éprouvette. Pour cela, l’identification d’une longueur de référence initiale est requise, soit directement sur l’éprouvette au moyen de marques de mesure manuelles, soit au moyen de marques de mesure virtuelles sur le logiciel d’essai pour gagner du temps.
videoXtens, l’extensomètre vidéo de ZwickRoell, est disponible dans plusieurs variantes et avec divers équipements. Recevez l’extensomètre vidéo qui correspond parfaitement à vos exigences en matière de précision, fonctionnement et flexibilité.
Avantages Composites, plastique et caoutchouc Matériaux métalliques Applications dynamiques Haute température Textiles Universités/laboratoires d’essai Extensions des fonctionnalités FAQ Demander conseil
Pourquoi un extensomètre vidéo ?
- Les extensomètres vidéo mesurent sans contact pour exclure toute influence sur les valeurs caractéristiques des matériaux.
- Son très large domaine d’application lui offre une grande liberté : les extensomètres vidéo peuvent non seulement mesurer tous types de matériaux, mais également les éprouvettes sensibles, les mini-éprouvettes et les éprouvettes à énergie de rupture élevée.
Simplicité d’utilisation et gain de temps
- Le marquage éprouvette n’est pas nécessaire grâce à la mesure sans marquage.
- Les caractéristiques automatisées réduisent les étapes de commande.
- La commande, l’évaluation et le stockage des données de mesure sont réalisés dans un seul logiciel : le videoXtens est entièrement intégré au logiciel d’essai testXpert et les valeurs de mesure sont synchronisées.
- Le videoXtens présente une maintenance réduite.
- Chaque éprouvette est valide, la longueur de mesure est automatiquement placée autour de la rupture.
Les valeurs de mesure comme référence
- La précision de videoXtens, pour laquelle vous recevrez un certificat, est justifiée par l’étalonnage sur place à partir de 10 µm.
- Des mesures précises, aussi bien à température ambiante que dans l’enceinte thermique. Étant donné que videoXtens est utilisé pour les deux mesures, les résultats d’essai sont comparables au maximum.
- La mesure ultra-précise de la section est réalisée simultanément sans contact et sans marquage.
Mesure sans marquage
Les systèmes videoXtens de ZwickRoell peuvent réaliser des mesures sans marques sur l’éprouvette sur de nombreux matériaux. Cela permet de gagner du temps pour la préparation des éprouvettes et d’éliminer la potentielle influence des marques de mesure sur l’éprouvette et la mesure.
Les marques de mesure virtuelles sont facilement apposées sur l’image d’éprouvette avec le logiciel d’essai. La technologie de lumière de contraste bleue transfert la rugosité naturelle de la surface de l’éprouvette en un motif à fort contraste. Les marques de mesure virtuelles définissent une petite zone, le motif est utilisé et suivi dans cette zone comme marque de mesure.
Plus besoin de réaliser un marquage ou un collage fastidieux de marques - le temps consacré à la préparation des éprouvettes est supprimé. Le tout, sans perte de précision.
videoXtens : plus de visibilité
Activer une seule option logicielle pour plus de visibilité ; le logiciel d’essai tire davantage des images de la caméra : Pourquoi définir uniquement deux points de mesure ?La ou les caméra(s) des extensomètres vidéo capture(nt) une grande partie de l’éprouvette. Grâce aux algorithmes intelligents, le logiciel d’essai exploite cette zone également pour d’autres évaluation :
- Mesurer la variation de section en parallèle
- Définir jusqu’à 100 points de mesure
- Évaluer les allongements locaux avec 2D Digital Image Correlation
- Définir automatiquement la longueur de référence initiale autour de la rupture
- Sauvegarder les images puis déplacer la longueur de référence finale et recalculer
Ces options correspondent à des extensions purement logicielles - aucune extension de matériel n’est requise sur l’extensomètre vidéo.
Extensomètre vidéo pour composites, plastique et caoutchouc
Critères d’essai pour plastique et composites : pour déterminer le module de traction, les exigences de précision élevées s’appliquent, par exemple ISO 527-1 annexe C. Grâce à l’étalonnage des systèmes réalisé sur place, vous recevez une preuve de satisfaction de cette exigence. La précision élevée est atteinte avec le même extensomètre, également lors de l’essai en enceinte thermique, afin de garantir des résultats d’essai comparables.
Essai sur composites : le coefficient de Poisson détermine le videoXtens avec la plus grande précision, même dans l’enceinte thermique. Les matériaux composites non transparents tels que les PRFC sont testés sans marquage. L’extensomètre vidéo couvre les applications les plus diverses : essais de traction, essais de cisaillement, essais de flexion, essais de cisaillement à entaille en V avec 2D Digital Image Correlation, etc.
Essai sur élastomères, caoutchouc et films : pour ces matériaux généralement très extensibles, le videoXtens dispose d’une plage de mesure élevée. Grâce à la liaison à la traverse, l’extensomètre vidéo s’aligne facilement et les marques de mesure sont alignées au centre tout au long de l’essai. L’ajout d’un adaptateur permet de l’utiliser sans transformation pour la mesure dans l’enceinte thermique.
| videoXtens (biax) 2-150 HP | videoXtens 1-270 P | |
|---|---|---|
| Exemples d'applications | Essais de traction, essais de cisaillement, essais de flexion sur plastiques et composites, avec détermination haute précision du module de traction et du coefficient de Poisson | Essais de traction sur films, caoutchouc et élastomères |
| Normes types |
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| Plage de mesure | 175 mm max. | 330 mm max. |
| Classe de précision 1) | 0,5 / B1 | 1 / B2 |
| Mesure sans marquage | • | - |
| Fonctions extensibles : | ||
| 2D-DIC | • | • |
| Mesure de la variation de section 1) | 0,5 / B1 | 1 / B2 |
| Répartition de l’allongement | • | • |
| Test Re-Run | • | • |
| Mesure de flexion | • | • |
- 1) Classe de précision selon ISO 9513 / ASTM E83
Sans marquage
Jusqu’à la rupture
Même en température
Extensomètre vidéo pour les essais sur matériaux métalliques
La plupart des essais de traction sur matériaux métalliques correspondent à la norme ISO 6892-1 ou ASTM E8/E8M. Les critères suivants constituent le point de départ de la sélection de l’extensomètre vidéo le plus efficace :
- Méthode d’essai : régulation de la vitesse d’allongement « open loop » ou « closed loop »
- Température ambiante ou haute température
- Application statique ou dynamique
Les systèmes videoXtens de ZwickRoell se distinguent en matière d’essais sur matériaux métalliques grâce aux caractéristiques suivantes :
- Simplicité d’utilisation : mesure sans marquage grâce à la technologie de lumière de contraste bleue et à la définition automatique de la longueur de référence initiale
- Chaque éprouvette compte : mesures fiables grâce à la compensation hors plan et à la définition automatique de la longueur de mesure autour de la rupture
- Automatisation : les extensomètres videoXtens L sont optimisés pour les systèmes automatisés
| videoXtens L 3-205 | videoXtens L 3-320, 4-460, 6-680 | videoXtens 1-120 | videoXtens 3-320 | |
|---|---|---|---|---|
| Exemples d'applications |
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| Normes types |
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| Plage de mesure | 240 mm max. | 680 mm max. | 180 mm max. | 350 mm max. |
| Classe de précision 1) | 0,5 / B1 | 0,5 / B1 | 0,5 / B1 | 0,5 / B1 |
| Mesure sans marquage | • | • | • | • |
| Automatisable | • | • | - | - |
Fonctions extensibles : | ||||
| 2D-DIC | • | • | • | • |
| Mesure de la variation de section 1) | 0,5 / B1 | 0,5 / B1 | 1 / B2 | 1 / B2 |
| Répartition de l’allongement | • | • | • | • |
| Test Re-Run | • | • | • | • |
| Mesure de flexion | • | • | • | • |
- 1) Classe de précision selon ISO 9513 / ASTM E83
Extensomètre vidéo pour essais à haute-température
Une grande partie des extensomètres vidéo peut s’utiliser avec l’enceinte thermique ZwickRoell pour des essais jusqu’à +360 °C. Pour les essais à température encore plus élevée jusqu’à +1 400 °C, la mesure optique de l’allongement fait face à d’autres défis. Le videoXtens 1-32 HP/TZ a été spécialement conçu pour la mesure de l’allongement sans contact à haute température.
Domaine d’application de l’extensomètre vidéo à haute température :
- Applications long terme, essais de traction, compression et flexion, applications cycliques (< 2 Hz)
- Matériaux variés : matériaux métalliques, matériaux réfractaires, céramique, verre
- Plage de température: Température ambiante jusqu’à +1 400°C
Extensomètre vidéo pour applications dynamiques
Les essais dynamiques présentent généralement de faibles allongements à haute fréquence. Afin de mesurer ces essais de manière fiable, l’extensomètre vidéo doit présenter une précision extrêmement élevée.
Notre videoXtens dynamic se prête également à la mesure optique de l’allongement, en particulier pour les éprouvettes sensibles ou les matériaux tels que les composites, qui éclatent fortement à la rupture et pourraient endommager les systèmes de mesure avec contact.
Extensomètre vidéo pour textiles
Lors des essais sur matériaux textiles, les extensomètres vidéo présentent des avantages évidents :
- Ils résistent à la rupture des éprouvettes coup de fouet et mesurent jusqu’à la rupture.
- Fiabilité des résultats d’essais : en supprimant l’influence du glissement de matériaux dans les mâchoires, la mesure avec extensomètre vidéo est beaucoup plus précise que la mesure avec course traverse.
- Les extensomètres vidéo passent des structures de réseau aux larges sections d’éprouvettes géotextiles.
Les éprouvettes géotextiles droites ont un comportement à l’allongement complexe lors de l’essai de traction. Afin de définir les géotextiles de manière détaillée, le videoXtens présente une caractéristique unique : plutôt que d’évaluer une seule longueur de mesure, le logiciel paramètre plusieurs longueurs de mesure par allongement longitudinal ou transverse sur différentes longueurs, les unes sur et entre les autres. (Option logicielle Matrice 2D)
| videoXtens 1-270 P | videoXtens 1-120 | videoXtens 3-320 | |
|---|---|---|---|
| Exemples d'applications |
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| Normes types |
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|
| Plage de mesure | 330 mm max. | 180 mm max. | 350 mm max. |
| Classe de précision 1) | 1 / B2 | 0,5 / B1 | 0,5 / B1 |
| Mesure sans marquage | - | • | • |
Fonctions extensibles : | |||
| 2D-DIC | • | • | • |
| Matrice 2D | • | • | • |
| Test Re-Run | • | • | • |
Mesure sans marquage
Sans contact et en tout simplicité
Matrice 2D
Extensomètre vidéo avec flexibilité totale pour universités ou laboratoires d’essai
La flexibilité totale est souvent recherchée par les universités dans le cadre de la formation. Pour répondre à ces besoins, nous pouvons associer un système videoXtens selon la conception modulaire : objectifs et axes de déplacement interchangeables, caméras supplémentaires, boîtiers distincts.
À moins que vous n’ayez des applications changeant fréquemment et que vous souhaitiez rester ouvert aux évolutions ? videoXtens est un système très flexible. C’est notamment le cas du videoXtens 3-320, un outil polyvalent qui se prête parfaitement aux applications variées des laboratoires d’essai.
N’hésitez pas à nous contacter !
Avec les extensomètres vidéo ZwickRoell et le logiciel d’essai testXpert, réalisez vos essais dès maintenant : les normes sont représentées dans les programmes d’essai standards de manière à ce que seuls les paramètres de sélection soient déterminés. Après un changement pour une autre application, les conditions d’essai sont sauvegardées et établies à l’identique à la prochaine requête. Cela permet de garantir un changement rapide et sûr d’une application à l’autre.
Extensions des fonctionnalités : activer pour en savoir plus
Le logiciel d’essai testXpert tire davantage des images de la caméra. Pourquoi définir uniquement deux points de mesure ? La ou les caméra(s) des extensomètres vidéo capture(nt) une grande partie de l’éprouvette. Cette zone emploie le logiciel d’essai également pour d’autres applications telles que la variation de section, la reconnaissance automatique de la rupture et la 2D Digital Image Correlation.
Mesure de la variation de section/mesure de l’allongement transverse
Cette option permet une mesure biaxiale : parallèlement à l’allongement longitudinal, un ou plusieurs allongements transverses sont enregistrés, par exemple la variation de section directe sur l’arête de l’éprouvette, sans contact et sans marques de mesure. Le nombre de positions de mesure peut être librement sélectionné. Les valeurs sont déterminées automatiquement mais peuvent également être évaluées individuellement.
L’extension est disponible comme option purement logicielle ou comme extension matérielle :
- L’option logicielle est facilement extensible et correspond à la classe de précision 1 (ISO 9513) pour la plupart des systèmes videoXtens.
- Pour l’option matérielle de l’allongement transverse, une caméra supplémentaire est directement intégrée dans le boîtier du videoXtens. Cette caméra est spécialement alignée pour la variation de section et atteint des valeurs de mesure beaucoup plus précises, par exemple classe de précision 0,5 (ISO 9513).
Répartition de l’allongement : chaque éprouvette devient valide
Une rupture en-dehors de la longueur de mesure entraîne des coûts et un temps de préparation des éprouvettes supplémentaires et la réalisation d’un nouvel essai. L’option de répartition de l’allongement permet d’éviter cela.
Le logiciel d’essai testXpert place automatiquement la longueur de mesure autour de la position de rupture de façon symétrique pendant l’essai.
La solution provisoire apportée par la norme ISO 6892-1 à l’annexe I, prévue pour valider les ruptures en-dehors de la longueur de mesure, s’active facilement via le logiciel, le calcul et la validation fonctionnent automatiquement selon les exigences de la norme et en temps réel. Une mesure manuelle et un recalcul de l’éprouvette ne sont jusqu’à présent pas nécessaires.
Test Re-Run : recalculer plutôt que réaliser un nouvel essai
Avec le test Re-Run, l’essai peut être répété virtuellement avec une longueur de référence finale modifiée puis recalculé. Gagnez du temps lors de la préparation des éprouvettes et de l’essai et effectuez différentes évaluations sur une seule et même éprouvette.
Le logiciel d’essai enregistre une série d’images pendant l’essai. Cela vous permet de modifier ultérieurement et au besoin la taille et la position de la longueur de référence finale. Réalisez en un seul clic un nouveau calcul de toutes les valeurs caractéristiques en fonction de la longueur de mesure. Chaque nouveau calcul est représenté séparément pour réaliser des comparaisons, le tout facilement et de manière claire.
2D Digital Image Correlation (DIC)
La corrélation d’images numériques (2D Digital Image Correlation) permet de visualiser les déformations et allongements sur toute la surface visible de l’éprouvette. Cette option logicielle élargit considérablement les possibilités d’analyse du videoXtens. Son activation est très simple et nécessite l’enregistrement d’une seule licence logicielle. La mesure de l’allongement en direct ainsi que l’analyse 2D DIC qui l’accompagne sont réalisées avec un seul et même videoXtens et à l’aide du même marquage.
Les divers outils d’analyse fournissent différentes informations : longueurs de mesure, points de mesure, jauges de contrainte virtuelles, lignes de section, cartes vectorielles, etc. Vous trouverez ici des informations détaillées sur 2D DIC.
Matrice 2D
Permet de paramétrer et mesurer jusqu’à 100 points librement disposés ou sous forme de matrice. Les allongements et hétérogénéités locaux d’une éprouvette sous contrainte sont déterminés de cette manière. Les valeurs de mesure proposées sont les coordonnées X et Y, de même que les distances entre points.
Les valeurs de mesure sont faciles à exporter ou directement représentées sous forme de canaux dans testXpert. Le pré-requis est que tous les points de mesure soient placés sur une surface éprouvette plane, étant donné qu’il s’agit d’une mesure en deux dimensions. Les essais sur composants ou les essais de traction multiaxiaux font partie des applications types.
Essai de flexion: Mesure du fléchissement
Pour la mesure du fléchissement, le videoXtens propose différentes solutions. Un poussoir de mesure est généralement disposé sous l’éprouvette en raison de la comparabilité avec les mesures effectuées avec des palpeurs ou des capteurs. La course de mesure pendant l’essai est mesurée par le videoXtens à l’aide des marques de mesure apposées.
Il est également possible d’effectuer une mesure directement sur l’arête de l’éprouvette : soit en apposant un marquage sur l’éprouvette de flexion, soit avec un rétro-éclairage à l’arrière de l’éprouvette pour permettre au videoXtens de visualiser et mesurer l’arête inférieure de l’éprouvette. Il est ainsi possible de déterminer l’approximation polynomiale de la courbure, en plus du fléchissement dans l’axe d’essai.
FAQ sur les extensomètres vidéo
Les extensomètres vidéo sont des systèmes de mesure équipés de caméras destinés à l’essai de matériau. Lors de l’essai, une ou plusieurs caméra(s) capture(nt) des images de l’éprouvette qui sont numérisées et transférées au logiciel d’essai. Une comparaison image par image permet d’évaluer les déplacements sur l’éprouvette. Pour réaliser la mesure de l’allongement avec un extensomètre vidéo, il est nécessaire de définir une longueur de référence initiale. La longueur de référence initiale se caractérise par des marques de mesure manuelles ou virtuelles.
Les marques de colle ou de crayon sont des marques de mesure manuelles. Les marques de mesure virtuelles définies à l’aide du logiciel d’essai sont beaucoup plus faciles à réaliser. Le pré-requis est un motif sur la surface éprouvette. La marque de mesure virtuelle définit une zone sur la surface éprouvette. Le motif à l’intérieur de cette zone est suivi pendant l’essai.
Le motif sur la surface éprouvette peut être apposé à l’aide d’un spray. Encore plus simple : utiliser la structure naturelle de la surface de l’éprouvette. La technologie de lumière de contraste bleue transforme la structure naturelle de la surface en un motif à fort contraste. Le marquage éprouvette n’est alors plus nécessaire.On parle alors également de mesure sans marquage avec extensomètres vidéo.
L’extensomètre vidéo réalisant des mesures sans contact, des marques sont nécessaires à la détermination d’une longueur de référence finale. Dans cette logique, la variation de course est mesurée afin de calculer l’allongement. En règle générale, cette étape est réalisée à l’aide de marquages sur l’éprouvette : sous forme de points, de marques ou d’autres options de marquage pour lesquels l’éprouvette doit être préparée.
La mesure sans marquage avec la technologie de lumière de contraste bleue est plus rapide et plus simple avec ZwickRoell. Des marquages virtuels sont dessinés sur l’image d’éprouvette à l’aide du logiciel. Les temps de préparation des éprouvettes sont supprimés.
La mesure sans marquage du videoXtens fonctionne grâce à la technologie de lumière de contraste bleue : nombreux sont les matériaux qui présentent une rugosité naturelle sur leur surface, tels que les matériaux métalliques et composites. La technologie de lumière de contraste bleue permet de transférer la rugosité dans le logiciel d’essai en motif à fort contraste afin de pouvoir apposer facilement des marques de mesure virtuelles dans le logiciel. Les temps de préparation des éprouvettes consacrés à la pose de marques de mesure manuelles sont ainsi supprimés.
Le tout, sans perte de précision.
Les extensomètres vidéo permettent de réaliser des essais sur tous les matériaux jusqu’à la rupture. Y compris les matériaux sensibles pré-contraints par les couteaux de mesure des extensomètres à contact, par exemple les films métalliques, les films plastiques, les fils fins, les fibres et les biomatériaux. Ou les matériaux détériorant les extensomètres à contact en raison de leur énergie de rupture élevée, comme les matériaux métalliques poreux, les composites sujets à l’éclatement, les torons sujets aux épissures ou les cordes à effet coup de fouet.
Les systèmes videoXtens offrent des fonctionnalités supplémentaires de par les extensions logicielles activées avec une simple licence. L’éprouvette complète, ou du moins une grande partie de l’éprouvette, étant prise en compte par la (les) caméra(s), ces images peuvent également être utiles à d’autres applications. Notamment pour
- mesurer les allongements transverses ou la variation de section ;
- définir jusqu’à 100 points de mesure (matrice 2D) ;
- déterminer les allongements locaux ou la visualisation grâce aux « cartes d’allongement » complètes ou cartes vectorielles (2D DIC) ;
- identifier automatiquement la rupture ;
- définir automatiquement la longueur de mesure autour de la rupture ;
- recalculer un essai avec d’autres exigences (taille et position de la longueur de référence initiale) en fonction des images enregistrées lors de l’essai.
On ne compte aucun inconvénient connu relatif aux extensomètres vidéo. Ce n’est pas pour autant qu’ils représentent systématiquement la meilleure solution. En cas de faible volume d’essais et de faible variété d’applications, l’extensomètre Clip-On est à la fois plus adapté et plus économique. Notre gamme de produits est ainsi composée de systèmes et fonctionnalités variés. Nous sommes à votre disposition pour discuter des solutions, des avantages et inconvénients des différents systèmes qui se prêtent le mieux à vos besoins. Nous vous aidons à trouver l’extensomètre qui vous convient.
N’hésitez pas à nous contacter !
L’extensomètre vidéo de ZwickRoell dispose de nombreuses fonctions automatisées qui facilitent le travail de l’opérateur :
- Reconnaissance automatique du marquage et enregistrement de la longueur de référence initiale L0.
- Alignement aisé sur l’éprouvette grâce au centrage automatique.
- Compensation automatique des différentes épaisseurs d’éprouvette. L’essai d’éprouvettes de cisaillement à surfaces décalées est également compensé par le logiciel d’essai.
- Le système n’étant pas sujet à l’usure et le boîtier protégeant de la poussière et des salissures, le videoXtens présente une maintenance réduite.
- Le videoXtens dispose d’un boîtier et est protégé contre les manipulations.
Les machines d’essai des matériaux de la plupart des systèmes videoXtens disposent d’une liaison à la traverse. L’extensomètre vidéo est ainsi entraîné à la moitié de la vitesse de traverse. Le processus d’essai reste ainsi centré automatiquement dans le champ visuel et la plage de mesure est idéalement exploitée, ce qui signifie qu’une plus grande plage de mesure est possible. En plus, les grandes mâchoires garantissent l’absence d’angles morts qui pourraient empêcher de visualiser les points de mesure.
Outre une plus grande course de mesure, le système bénéficie d’une précision de mesure accrue.
- Des algorithmes intelligents s’appuyant sur une longue expérience en matière de conception.
- Des composants sélectionnés pour leur qualité exceptionnelle, des caméras industrielles et des objectifs de haute qualité à faible distorsion.
- La conception et la fabrication des extensomètres vidéo et des systèmes d’essai sont réalisées en interne. C’est pour nous une condition sine qua non.
- Synchronisation précise de tous les canaux de mesure.
- Montage de l’extensomètre vidéo avec bras d’arrêt stable et sans vibration.
- Le boîtier protège de la poussière ainsi que du défaut d’alignement involontaire des composants.
- L’éclairage spécialement développé crée des conditions de contraste permanentes et de haute qualité pour l’éprouvette, y compris en conditions environnementales changeantes.
La mesure des systèmes videoXtens et des enceintes thermiques ZwickRoell est d’une précision inégalée. Exemple : le videoXtens 2-150 HP répond aux exigences strictes pour la détermination du module de traction conformément à la norme ISO 527-1 annexe C, même en température. En voici les raisons :
- Le videoXtens et l’enceinte thermique ZwickRoell sont idéalement adaptés l’un à l’autre. Faible impact
sur la résolution du videoXtens, grâce à une régulation de température et une répartition de l’air optimisées dans l’enceinte thermique. - Le système complet est fermé : le videoXtens est raccordé sur l’enceinte thermique par un tunnel. Cela permet également de réduire les influences dues à la turbulence de l’air en dehors de l’enceinte thermique.
