Ekstensometr

Urządzenia do pomiaru wydłużenia do badania materiałów – podstawowa kompetencja ZwickRoell

Ekstensometr jest urządzeniem do pomiaru wydłużenia, które zostaje zastosowane do pomiaru wydłużenia próby pod obciążeniem. Pomiar wydłużenia to jedna z kluczowych kompetencji ZwickRoell.

Przegląd Ekstensometry kontaktowe Ekstensometry optyczne Kryteria wyboru Proszę o poradę

Zasadniczo istnieją dwie główne kategorie ekstensometrów: kontaktowe i bezkontaktowe ewent. ekstensometry optyczne. Ekstensometry kontaktower można dalej podzielić na ekstensometry Clip-on i czujniki inkrementalne. Do ekstensometrów bezkontaktowych ewent. optycznych ekstensometrów należą ekstensometry video i ekstensometry laserowe.

	Ekstensometr dotykowy		Ekstensometr optyczny
	Ekstensometr Clip-on	Czujniki inkrementalne	Ekstensometr video	Ekstensometr laserowy
Zastosowanie	Ekonomiczne rozwiązanie do standardowych zastosowań ze stałą początkową długością pomiarową i niską przepustowością próbek	Elastyczne dopasowanie do różnych zastosowań badawczych	Elastyczne dopasowanie do różnych zastosowań badawczych Oparte na kamerze: Obrazy można wykorzystać do dodatkowych ocen, np. 2D DIC	Specjalna technologia pomiaru w wysokiej temperaturze
Materiał próby	Sztywne próbki	Wszystkie	Wszystkie; również próbki bardzo wrażliwe i próbki o dużej energii zniszczenia	Metal, ceramika, materiały ogniotrwałe, grafit, szkło
Temperatura	Do maks. 200°C	Do maks. 360°C	Do maks. 360°C	Do maks. 2000°C
Obsługa	Ręcznie	Konfigurowane ręcznie lub automatycznie	Automatycznie: Brak wpływu użytkownika, wysoka powtarzalność wyników badania	Automatycznie: Brak wpływu użytkownika, wysoka powtarzalność wyników badania

Ekstensometer - Kategorie

Specjalista w dziedzinie ekstensometrów, urządzeń do pomiaru wydłużenia

Potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego ekstensometru do swojego zastosowania?

Chcesz dowiedzieć się więcej o naszych ekstensometrach?

Zapraszamy do kontaktu!

Co to jest ekstensometr ewent. czujnik wydłużenia?

Ekstensometr jest urządzeniem do pomiaru wydłużenia, które zostaje zastosowane do pomiaru wydłużenia materiału pod obciążeniem.

Wydłużenie materiału to fizyczne odkształcenie pod obciążeniem, na przykład spowodowane siłą rozciągającą podczas próby rozciągania. Oprócz wydłużenia, za pomocą ekstensometrów przy różnych typach obciążeń określa się również odkształcenie lub ugięcie ściskające. Rodzajami obciążeń są poza próbami rozciągania także próby cykliczne (łącznie z próbami zmęczeniowymi), próby ściskania i próby zginania.
Ekstensometry przeprowadzają pomiar wydłużenia bezpośrednio na próbie. Wyklucza to wpływ innych elementów badania na pomiar i zapewnia wysoki poziom dokładności.
Pomiar wydłużenia jest niezbędny do określenia właściwości materiału. Moduł przy rozciąganiu, moduł E, granica plastyczności, wydłużenie przy zniszczeniu, wartość r i liczba Poissona są typowymi wartościami, które zostają określone z pomocą ekstensometru. Informacje te są niezbędne do porównywania materiałów i pomagają producentom produktów ocenić, czy materiał może wytrzymać naprężenia, jakie wystąpią podczas użytkowania zgodnie z jego przeznaczeniem.
Ekstensometry są stosowane w wielu różnych gałęziach przemysłu i obszarach materiałowych. Przykłady obejmują metale, tworzywa sztuczne, materiały kompozytowe z włókien, elastomery, folie, tekstylia, liny, papier i drewno.

Ekstensometr dotykowy

Ekstensometry kontaktowe do pomiaru wydłużenia można dalej podzielić na czujniki inkrementalne i ekstensometry Clip-on.

do czujników inkrementalnych do ekstensometrów Clip-on

Czujniki inkrementalne

Czujniki inkrementalne mocuje się bezpośrednio do próbki za pomocą noży pomiarowych zamontowanych na ramionach czujnika. Pomiar wydłużenia przeprowadza się poprzez ocenę zmiany kąta lub drogi ramion czujnika. Czujniki inkrementalne są sprawdzone i łatwe do zrozumienia. Te ekstensometry charakteryzują się wysokim stopniem modułowości, co oznacza, że można je elastycznie wykorzystywać do różnych zadań badawczych, a obsługę można dostosować: Od ekonomicznego, ręcznego ekstensometru po w pełni automatyczny system, całkowicie bez ingerencji użytkownika i zapewniający najwyższą powtarzalność wyników badań.

Ekstensometry kontaktowe / Macki czujnika: schematyczne przedstawienie

Ekstensometr Clip-On (czujnik ręcznie nakładany)

Ekstensometry Clip-On (zwane także czujnikami ręcznie nakładanymi ) to ekonomiczne rozwiązanie do standardowych zadań badawczych o niskiej przepustowości próbek. Są mocowane bezpośrednio na próbce . Transmisja drogi pomiarowej z próby do czujnika jest krótka i sztywna, co skutkuje wysoką dokładnością pomiarową .

Jednak nie są one zbyt elastyczne: Większość z nich ze względu na swoją konstrukcję ma stałą początkową długość pomiarową i ograniczoną drogę pomiarową.

Ekstensometry kontaktowe / Ekstensometr Clip-On ewent. czujniki ręcznie nakładane: schematyczne przedstawienie

Ekstensometry optyczne / bezkontaktowe

Ekstensometry optyczne videoXtens i laserXtens pracują w oparciu o kamerę i tym samym są bezkontaktowe. Nie mają zatem żadnego wpływu na określenie cech materiału. Zdecydowaną zaletą bezkontaktowych urządzeń pomiaru wydłużenia jest to, że można ich używać bez ryzyka uszkodzenia, nawet w przypadku próbek krytycznych aż do zniszczenia . W ekstensometrach optycznych początkową długość pomiarową zaznacza się znacznikami pomiarowymi. Ekstensometry video i laserowe ZwickRoell nie wymagają także manualnego ustawiania znaczników pomiarowych .

Ekstensometr optyczny lightXtens działa w oparciu o diody świetlne. Ten ekstensometr jest specjalnie zaprojektowany do w pełni automatycznego pomiaru materiałów o dużej rozciągliwości (elastomery, liny, folie) lub próbek o dużej początkowej długości pomiarowej (liny i splotki stalowe).

Do ekstensometru video Do ekstensometru laserowego Do lightXtens

Ekstensometry optyczne / bezkontaktowe: Zasada działania ekstensometru video

Ekstensometr optyczny: Ekstensometr laserowy

Dlaczego ekstensometr ZwickRoell?

Ekstensometry to jedna z naszych kluczowych kompetencji, która wynika z kilkudziesięciu lat doświadczenia w technologii zastosowań.
Nasze ekstensometry są opracowywane i produkowane we własnym zakresie wraz z innymi komponentami badawczymi, co gwarantuje pełną kompatybilność systemów badawczych.
Ekstensometry ZwickRoell są tak skonstruowane, aby przekraczać wymagania normy, ponieważ ich dokładność jest niezbędna do uzyskania porównywalnych i wiarygodnych wyników badawczych .

Kryteria wyboru

Prawie wszystkie normy dotyczące prób rozciągania, takie jak ASTM i ISO, wymagają pomiaru wydłużenia. Wybór ekstensometru najbardziej odpowiedniego do danego zastosowania zależy od wymagań normy i właściwości materiału próbki.

Idealny ekstensometr można określić na podstawie sześciu głównych kryteriów. Obejmuje to cechy, które muszą być spełnione, takie jak dokładność, rozdzielczość, zakres pomiarowy, pożądane wartości mierzone i temperatura badawcza, w której ekstensometr jest używany. Jednak zdecydowaną wartość dodaną zapewniają takie funkcje, jak łatwa obsługa, zmniejszony nakład szkoleniowy, zakres funkcjonalności, koszt badania lub dodatkowe informacje poprzez opcje.

Kryteria wyboru dla ekstensometru: Który ekstensometr ewent. urządzenie do pomiaru wydłużenia jest właściwy? Wybór ekstensometru zależy od kształtu materiału i próbki, normy, warunków środowiskowych, obsługi, budżetu i kosztów.

Materiał & Kształt próby

Proces wyboru optymalnego ekstensometru rozpoczyna się od kryteriów, dotyczących materiału i kształtu próbki

Maksymalne wydłużenie: Ważne przy obliczaniu wymaganego zakresu pomiarowego. Ponadto materiały o małych wydłużeniach zwykle wymagają większej dokładności.
Czułość na dotyk: W przypadku materiałów cienkich lub wrażliwych na dotyk wpływ na próbkę minimalizuje się za pomocą macek pomiarowych ze specjalnymi nożami pomiarowymi. Ekstensometry optyczne są tutaj idealne, ponieważ nie mają wpływu na próbkę.
Zachowanie przy zniszczeniu: Ważne przy badaniu do momentu pęknięcia, aby nie uszkodzić ekstensometru. W przypadku dużych energii pękania stosuje się ekstensometry optyczne lub czujniki inkrementalne z odpowiednimi mechanizmami zabezpieczającymi.
Wymiary próby: Niektóre wymiary próbek ograniczają wybór ze względu na ekstremalne szerokości lub grubości próbek.
Kształt próby: Może mieć specjalne wymagania. Na przykład elementy o nieregularnych kształtach, które ograniczają dostęp do próbki.

Przebieg badania & Norma

Niezależnie od tego, czy badania przeprowadzane są według norm, czy standardów firmowych: Procedura badawcza i wymagane zmierzone wartości zapewniają jasne, niezbędne funkcje ekstensometru:

Rodzaj obciążenia: Do czego służy ekstensometr: Próby rozciągania, ściskania, zginania czy próby cykliczne? Niektóre ekstensometry radzą sobie ze wszystkimi czterema rodzajami obciążenia i są zaprojektowane do szybkiego przełączania pomiędzy typami badań.
Początkowa długość pomiarowa: Zwykle jest to określane przez normę. Zakres pomiarowy, jaki musi pokryć ekstensometr, określa się na podstawie początkowej długości pomiarowej i maksymalnego wydłużenia próbki.
Dokładność: Jeśli chodzi o dokładność ekstensometrów, normy zwykle odnoszą się do klas dokładności. Są one zdefiniowane w normach kalibracyjnych dla ekstensometrów w oparciu o zmierzone odchylenia i rozdzielczości (ISO 9513, ASTM E83).
Pożądane wartości pomiarowe: Jakie zmierzone wartości należy wyznaczyć w badaniu i jakie wymagania stawiają? Przykładowo moduły ustalane są już na początku badania, zatem odpowiedni poziom dokładności musi już tutaj występować. Można to zapewnić poprzez odpowiednią kalibrację.
Regulacja wydłużenia prędkością wg ISO 6892-1, Metoda A1 „closed loop“: Ta regulacja wydłużenia określa specjalne wymagania dla ekstensometru. Aby prędkość badania była automatycznie dostosowywana, ekstensometr w sposób ciągły przekazuje aktualne wartości wydłużenia z powrotem do elektroniki (w ZwickRoell 2000 razy na sekundę).

Otoczenie badawcze

Jakie jest środowisko badawcze i jaki ma wpływ na ekstensometr?

Temperatura badania: W przypadku badania w temperaturze ekstensometr musi być do tego odpowiedni. Istnieją ekstensometry, które zostały specjalnie zaprojektowane do stosowania w komorach temperaturowych lub piecach wysokotemperaturowych i dlatego oferują bardzo wysoką dokładność w tym środowisku.
Wpływ światła lub konwekcja, na przykład z klimatyzacji, może ograniczyć dokładność bezkontaktowego ekstensometru optycznego.
Kurz, brud i wibracje podczas badania bezpośrednio w produkcji wymagają solidnego, nieczułego ekstensometru.

Funkcjonalność

Z funkcjonalnością wiąże się wartość dodana. Ponieważ z ekstensometru można uzyskać znacznie więcej.

Elastyczność: Ekstensometry charakteryzujące się dużą elastycznością pod względem różnych zastosowań, typów próbek czy funkcji sprawiają, że zakup wielu ekstensometrów nie jest już konieczny.
Wpływ użytkownika: Jak ważne są wiarygodne wyniki badania przy niewielkim wpływie operatora? Wpływ operatora może prowadzić do odchyleń i rozproszenia wyników badania.
Funkcje automatyczne: Funkcje automatyczne zmniejszają lub nawet eliminują wpływ operatora. Zwiększa to znacząco powtarzalność i odtwarzalność wyników badań. Funkcje automatyczne sprawiają, że interwencja nie jest konieczna: od automatycznego pomiaru przestrzeni badawczej i centrowania punktów pomiarowych, po automatyczne ustawienie początkowej długości pomiarowej, aż po nakładanie i zdejmowanie czujników pomiarowych.
Wartość dodana dzięki opcjom: Ekstensometry optyczne rejestrują dużą część próbki za pomocą kamery i mogą uzyskać więcej informacji z pomiaru. Możliwe są pomiary w wielu punktach pomiarowych, ocena wydłużenia na całej powierzchni poprzez korelację obrazu 2D lub automatyczne określenie miejsca pęknięcia, co pozwala uniknąć odrzucenia próbki.
Możliwości doposażenia: To one decydują o przyszłym bezpieczeństwie. Niektóre ekstensometry od samego początku obejmują szeroki zakres zastosowań. Inne można później łatwo dostosować do dodatkowych zastosowań, korzystając z opcji modernizacji.

Obsługa

Obsługa stawia użytkownika na pierwszym planie.

Profil użytkownika: Kto pracuje z maszyną badawczą? Czy zmieniają się pracownicy produkcyjni, którzy mają przeprowadzić badanie bez większego przeszkolenia i w niewielkim stopniu ingerować w proces badawczy? A może to specjalista czerpie korzyści z możliwości kontrolowania procesu badawczego w każdym jego punkcie w sposób bardzo elastyczny i przy użyciu różnorodnych funkcji? Ekstensometr i oprogramowanie można odpowiednio dostosować.
Nakład szkoleniowy: Funkcje automatyczne znacznie skracają czas szkolenia. Oprogramowanie, które jest intuicyjne w obsłudze, ma przejrzystą strukturę i można je dostosować do własnych procesów pracy, również tutaj zdobywa punkty.
Nakład przebudowy: Jeśli przełączasz się między różnymi aplikacjami, należy wziąć pod uwagę obsługę przezbrojenia: Ile czasu to zajmuje, czy poradzi sobie z tym jedna osoba i czy można popełnić błędy?
Znakowanie próby: W zależności od próbki ekstensometry optyczne mogą, ale nie muszą, wymagać znakowania próbki. Oprócz różnorodnych opcji znakowania, które można dostosować w zależności od próbki i badania, systemy optyczne oferują również pomiary bez znakowania. W tym celu wykorzystuje się naturalną chropowatość powierzchni próbki i za pomocą oprogramowania umieszcza się na próbce wirtualne znaczniki pomiarowe.

Budżet & Koszty

Jeśli chodzi o koszty, nacisk kładziony jest na lata po zakupie.

Koszt nabycia: Chociaż na tym skupiamy się na początku, niższe koszty obsługi ekstensometru (i całego systemu) mogą szybko zrekompensować wyższe koszty zakupu.
Koszty szkolenia zależą od wysiłku szkoleniowego i liczby różnych operatorów.
Koszty badania i możliwa przepustowość prób: Im więcej operator musi to robić sam, tym więcej czasu zajmuje badanie.
Czas przebudowy: Przebudowa systemu podczas przełączania między aplikacjami wymaga czasu. Dobrym przykładem jest przebudowa na użytkowanie komory temperaturowej. Jeśli jedna osoba może samodzielnie zarządzać przebudową, można uzyskać znaczne oszczędności.
Koszty ponownych badań: Dodatkowe koszty powstają w wyniku braku dokładności i powtarzalności systemu. Jeśli rozrzut wartości jest zbyt duży, konieczne są kompleksowe kontrole. Oprócz kosztów personelu istnieją dodatkowe koszty materiałowe. Dlatego też wiarygodne wyniki badań odgrywają ważną rolę.
Koszty utrzymania: I wreszcie, ważne są bieżące koszty utrzymania. Części niezużywające się lub specjalne ustawienie do stosowania w zapylonych środowiskach produkcyjnych mogą obniżyć koszty.