Ekstenziometri

Naprave za merjenje deformacij za preskušanje materialov – osrednja kompetenca ZwickRoell

Ekstenziometer je naprava za merjenje deformacij, ki se uporablja za merjenje raztezanja vzorca pod obremenitvijo. Merjenje raztezkov je ena izmed temeljnih kompetenc ZwickRoell.

Pregled Kontaktni ekstenziometri Optični ekstenziometri Kriterij izbora Zahtevajte posvet

V bistvu obstajata dve glavni kategoriji ekstenziometrov: kontaktni in brezkontaktni ali optični ekstenziometri. Kontaktne ekstenziometre lahko nadalje razvrstimo v nasadne ekstenziometre in s tipali. Brezkontaktni ali optični ekstenziometri vključujejo video in laserski ekstenziometer.

	Kontaktni ekstenziometri		Optični ekstenziometer
	Nasadni ekstenziometer	Ekstenzometri s tipali	Video ekstenziometer	Laserski ekstenziometer
Aplikacija	Stroškovno učinkovita rešitev za standardne aplikacije z nastavljeno začetno merilno dolžino in majhnim pretokom vzorca	Enostavno prilagodljiv za različne aplikacije preskušanja	Enostavno prilagodljiv za različne aplikacije preskušanja Na podlagi kamere: slike je mogoče uporabiti za dodatne namene ocenjevanja, kot je 2D DIC	Posebna tehnologija za merjenje pri visoki temperaturi
Material vzorca	Po naravi trdi vzorci	Vse	Vsi; vključno z zelo občutljivimi vzorci in vzorci z visoko prelomno energijo	Kovine, keramika, ognjevarni materiali, grafit, steklo
Temperatura	Do najv. 200 °C	Do najv. 360 °C	Do najv. 360 °C	Do najv. 2000 °C
Stikalo	Ročno	Nastavljivo od ročnega do avtomatskega	Samodejno: brez vpliva operaterja, visoka obnovljivost rezultatov preskusa	Samodejno: brez vpliva operaterja, visoka obnovljivost rezultatov preskusa

Kategorije ekstenziometra

Strokovnjaki za ekstenziometre, naprave za merjenje deformacij

Potrebujete pomoč pri izbiri pravega ekstenziometra za vašo aplikacijo?

Želite izvedeti več o naših napravah za merjenje deformacij?

Stopite v stik z nami!

Kaj je ekstenziometer?

Ekstenziometer je naprava za merjenje deformacij, ki se uporablja za merjenje raztezanja materiala pod obremenitvijo.

Raztezanje materiala je fizična deformacija, ki nastane, ko je izpostavljen obremenitvi, kot je vlečna sila, povezana z nateznim preskušanjem. Poleg obremenitve, ki jo povzročajo natezne obremenitve, ekstenziometri pomagajo tudi pri določanju tlačne deformacije ali upogiba pri različnih vrstah obremenitev, vključno s cikličnimi preskusi (vklj. preskušanje z utrujanjem), tlačnimi in upogibnimi preskusi.
Ekstenziometri merijo napetost neposredno na vzorcu. To odpravlja vplive meritev drugih komponent preskušanja in povečuje natančnost.
Merjenje deformacije je potrebno pri določanju karakterističnih vrednosti materiala. Natezni modul, Youngov modul, točka popuščanja, deformacija pri porušitvi, r-vrednost in Poissonov količnik so tipične vrednosti, določene z ekstenziometrom. Te informacije so bistvene pri primerjavi materialov in pomagajo proizvajalcem ugotoviti, ali so sposobni vzdržati obremenitve, ki so jim izpostavljeni, ko se uporabljajo za predvideni namen.
Ekstenziometri se uporabljajo v najrazličnejših panogah in še širšem naboru materialov. Primeri vključujejo kovine, plastiko, kompozite, ojačane z vlakni, elastomere, folije, tekstil, vrvi, papir in les.

Kontaktni ekstenziometri

Kontaktne ekstenziometre za merjenje deformacij lahko nadalje kategoriziramo v ekstenziometre s tipali in nasadne ekstenziometre.

Ekstenzometri s tipali Nasadni ekstenziometri

Ekstenzometri s tipali

Ekstenziometri s tipali so pritrjeni neposredno na vzorec preko robov nožev, nameščenih na tipalih. Deformacija se meri z oceno spremembe kota ali poti razdalje tipal. Tehnologija ekstenziometra s tipali je preizkušena in enostavna za razumevanje. Ti ekstenzometri nudijo visoko stopnjo modularnosti, kar omogoča enostavno prilagajanje in uporabo za različne preskusne naloge: Od stroškovno učinkovitih ročnih ekstenziometrov do popolnoma avtomatskih sistemov, popolnoma brez vpliva operaterja in z največjo obnovljivostjo preskusnih rezultatov.

Kontaktni ekstenziometer / ekstenziometer s tipali: shematski diagram

Nasadni ekstenziometer

Nasadni eksteziometri so stroškovno učinkovita rešitev za standardne preskusne naloge z nizko prepustnostjo vzorca. Pritrjeni so neposredno na vzorec. Prenos merilne vrednosti od vzorca do senzorja je kratek in tog, kar ima za posledico visoko natančnost meritev.

Vendar pa ti ekstenziometri nimajo fleksibilnosti: Z vidika oblikovanja ima večina od njih nastavljeno začetno širino in omejeno pot razdalje.

Kontaktni ekstenziometer / nasadni ekstenziometer: shematski diagram

Optični / brez kontaktni ekstenziometri

Optični ekstenziometri videoXtens in laserXtens temeljijo na kameri in so zato brez kontaktni. Zato nimajo vpliva na določanje lastnosti materiala. Dodatna prednost, ki jo zagotavljajo brez kontaktni merilniki napetosti, je, da jih je mogoče uporabiti tudi na kritičnih vzorcih do točke preloma brez nevarnosti poškodb. Začetna merilna dolžina optičnih ekstenziometrov je označena z merilnimi oznakami. Uporabite lahko tudi video in laserske ekstenziometre ZwickRoell brez potrebe po ročnem dodajanju merilnih oznak.

Optični ekstenziometer lightXtens deluje na osnovi svetlobnih diod. Ta ekstenziometer je posebej zasnovan za popolnoma avtomatsko merjenje visoko duktilnih materialov (elastomeri, vrvi, folije) ali vzorcev z veliko začetno merilno dolžino (jeklene vrvi in žični prameni).

Video ekstenziometeri Laser ekstenziometeri lightXtens

Optični / brez kontaktni ekstenziometri: Princip video ekstenziometra

Optični ekstenziometri: Laserski ekstenziometer

Zakaj izbrati ekstenziometer podjetja ZwickRoell?

Ekstenziometri so ena od naših ključnih kompetenc, ki izhajajo iz desetletij izkušenj s tehnologijo uporabe.
Naši ekstenziometri so razviti in izdelani v podjetju skupaj z našimi drugimi komponentami za preskušanje, kar zagotavlja popolno združljivost sistema za preskušanje.
Ekstenziometri ZwickRoell so zasnovani tako, da presegajo standardne zahteve, saj je natančnost ekstenziometra bistvena za obnovljive in zanesljive rezultate preskušanja.

Merila za izbiro ekstenziometra: Kateri ekstenziometer ali naprava za merjenje deformacije je prava? Izbira pravega ekstenziometra je odvisna od materiala in oblike vzorca, standarda, ki ga je treba upoštevati, okoljskih pogojev, rokovanja ter proračuna in stroškov.

Kriterij izbora

Skoraj vsi standardi za natezno preskušanje, kot sta ASTM in ISO, zahtevajo merjenje deformacij. Najbolj primeren ekstenziometer za uporabo je odvisen od zahtev, ki jih določa standard, pa tudi od lastnosti materiala vzorca.

Določitev idealnega ekstenziometra temelji na šestih glavnih merilih. Ti vključujejo lastnosti, ki jih je treba izpolniti, kot so natančnost ekstenziometra, ločljivost, merilno območje, zahtevane izmerjene vrednosti in preskusna temperatura, pri kateri se bo ekstenziometer uporabljal. Toda ključno dodano vrednost zagotavljajo funkcije, kot so enostavno upravljanje, zmanjšana krivulja učenja, obseg funkcionalnosti, cena na preskus in dodatne informacije, ki jih zagotavljajo dodane možnosti.

Oblika materiala in vzorca

Postopek izbire optimalnega ekstenziometra se začne z merili materiala in oblike vzorca

Največja razširitev: pomembna za izračun zahtevanega merilnega območja. Poleg tega materiali z manjšo razteznostjo običajno zahtevajo višjo stopnjo natančnosti.
Kontaktna občutljivost: pri preskušanju tankih ali kontaktno občutljivih materialov je mogoče zmanjšati vpliv na vzorec z uporabo ekstenziometra s tipali s posebnimi robovi nožev. Optični ekstenziometri so idealna rešitev, saj nimajo vpliva na vzorec.
Obnašanje pri zlomu: pomembno za preskuse do zloma vzorca, da se prepričate, da ekstenziometer ni poškodovan. Za visoke energije loma uporabite optične ekstenziometre ali ekstenziometre s tipali z ustreznim varnostnim mehanizmom.
Dimenzije vzorca: nekatere dimenzije vzorca omejujejo izbiro ekstenziometra zaradi ekstremnih širin ali debelin vzorca.
Oblika vzorca: lahko predstavlja posebne izzive. Na primer, komponente z nepravilnimi oblikami, ki omejujejo dostop do vzorca.

Preskusno zaporedje in standard

Ne glede na to, ali preskušate v skladu s standardom industrije ali podjetja: preskusno zaporedje in zahtevane izmerjene vrednosti jasno določajo kritične lastnosti ekstenziometra.

Vrsta obremenitve: za kaj se uporablja ekstenziometer: natezni, tlačni, upogibni ali ciklični preskusi? Nekateri ekstenziometri se lahko uporabljajo za vse štiri vrste obremenitev in so zasnovani za hitre spremembe med vrstami preskusov.
Začetna merilna dolžina: običajno je določena s standardom. Merilno območje, ki ga mora zajemati ekstenziometer, temelji na začetni merilni dolžini in največji razteznosti vzorca.
Natančnost: ko gre za natančnost ekstenziometra, se standardi običajno nanašajo na razrede ali stopnje točnosti. Ti so opredeljeni v standardih umerjanja za ekstenziometre na podlagi izmerjenih odstopanj in ločljivosti (ISO 9513, ASTM E83).
Zahtevane izmerjene vrednosti: katere izmerjene vrednosti je treba določiti z določenim preskusom in kakšne so vaše zahteve? Na primer, moduli se določijo takoj na začetku preskusa, zato je treba že nastaviti ustrezno raven natančnosti. To raven natančnosti je mogoče zagotoviti z ustreznim umerjanjem.
Nadzor stopnje deformacije v zaprti zanki po ISO 6892-1 Metoda A1: ta vrsta nadzora deformacije nalaga posebne zahteve za ekstenziometer. Za zagotovitev, da se hitrost preskusa samodejno prilagodi, ekstenziometer neprestano pošilja povratne vrednosti tokovne napetosti v elektroniko (pri ZwickRoellu je to 2000-krat na sekundo).

Preskusno okolje

Kaj je preskusno okolje in kako vpliva na ekstenziometer?

Preskusna temperatura: pri preskušanju v temperaturnih pogojih morate uporabiti ustrezen ekstenziometer. Obstajajo ekstenziometri, posebej zasnovani za uporabo v temperaturni komori ali visokotemperaturni peči, ki lahko v tem okolju zagotovijo zelo visoko stopnjo natančnosti.
Svetlobni vplivi ali konvekcija, npr. iz klimatskega sistema, lahko omeji natančnost brez kontaktnega optičnega ekstenziometra.
Prah, umazanija in vibracije, ki vplivajo na preskušanje v proizvodnih okoljih, zahtevajo robusten ekstenziometer z nizko občutljivostjo.

Funkcionalnost

Funkcionalnost gre z roko v roki z dodano vrednostjo, saj lahko ekstenziometer ponudi še veliko več.

Prilagodljivost: ekstenziometer, ki je zelo prilagodljiv glede na različne aplikacije, vrste vzorcev ali funkcije, odpravlja potrebo po več ekstenziometrih.
Vpliv operaterja: kako pomembno je zmanjšanje ali odprava vplivov operaterja za pridobitev zanesljivih rezultatov preskusov? Vplivi operaterja lahko povzročijo odstopanja in razpršene rezultate preskusov.
Avtomatizirane funkcije: z avtomatiziranimi funkcijami je mogoče zmanjšati in celo odpraviti vplive operaterja. To znatno poveča ponovljivost in obnovljivost rezultatov preskusov. Zaradi samodejnih funkcij posegi niso potrebni – od avtomatskega merjenja preskusnega območja in centriranje merilnih točk do samodejne nastavitve začetne merilne dolžine ter pritrditve in odklopa tipal.
Dodana vrednost z možnostmi: optični ekstenziometri zajamejo velik del vzorca s kamero(-ami) in tako lahko zberejo več informacij iz meritve. Meritve se lahko izvajajo na več merilnih točkah, vrednotenja deformacije v celotnem polju s korelacijo 2D slike ali samodejno določanje lokacije preloma, ki preprečuje zavrnitev vzorca.
Možnosti naknadne vgradnje: zagotavljajo varnost prihodnjih naložb. Nekateri ekstenziometri že od samega začetka pokrivajo široko paleto aplikacij. Druge je mogoče enostavno prilagoditi za dodatne aplikacije z naknadno opremljanjem v prihodnosti.

Ravnanje

Enostavnost rokovanja postavlja uporabnika v ospredje.

Profil uporabnika: kdo dela s strojem? Ali se proizvodno osebje nenehno spreminja, ki izvaja preskuse brez veliko predhodnega usposabljanja in malo, če sploh, sprememb postopka preskušanja? Ali pa gre za strokovnjaka, ki želi imeti možnost nadzora nad vsako stopnjo preskusnega zaporedja na zelo prilagodljiv način in z dostopom do širokega nabora funkcij? Ekstenziometer in programsko opremo je mogoče prilagoditi glede na vrsto uporabnika.
Zahteve za usposabljanje: avtomatizirane funkcije znatno zmanjšajo zahteve po usposabljanju. To vključuje programsko opremo z intuitivnim delovanjem, jasno strukturo in prilagodljivostjo vašim operativnim postopkom.
Prizadevanja za spreminjanje: če pogosto preklapljate med različnimi aplikacijami, morate upoštevati tudi prizadevanja, ki so potrebna za spremembo sistema – koliko časa traja, ali jo lahko opravi ena oseba in ali lahko med postopkom pride do napak?
Označevanje vzorca: odvisno od vzorca, optični ekstenziometri zahtevajo uporabo oznak vzorca – v nekaterih primerih pa ne. Poleg različnih možnosti označevanja, ki jih je mogoče prilagoditi glede na vzorec in preskus, ki ga je treba izvesti, lahko optični sistemi merijo tudi brez oznak. V teh primerih se uporabi hrapavost površine vzorca in na vzorec se prek programske opreme nanesejo virtualne merilne oznake.

Proračun in stroški

Ko gre za stroške, se je pomembno osredotočiti na leta, ki sledijo nakupu.

Stroški nabave: čeprav so na začetku zelo pomembni, lahko nizki stroški, nastali za delovanje ekstenziometra (in sistema kot celote), hitro nadomestijo višje stroške pridobitve.
Stroški usposabljanja so odvisni od količine zahtevanega usposabljanja in števila operaterjev, ki bodo uporabljali sistem.
Stroški na preskus in možna prepustnost vzorca: več časa upravljavec porabi za ravnanje s sistemom, več časa potrebuje za izvedbo preskusa.
Čas, potreben za pretvorbo ali spremembe sistema: spreminjanje sistema za spremembe aplikacij je dolgotrajno. Dober primer je pretvorba, potrebna pri uporabi temperaturne komore. V tem primeru lahko prihranite veliko časa, če lahko spremembe izvede ena sama oseba.
Stroški nadaljnjih preskusov: dodatni stroški nastanejo zaradi pomanjkanja sistemske natančnosti in obnovljivosti. Če je razpršenost vrednosti prevelika, so potrebni podrobni nadaljnji preskusi. Poleg stroškov za osebje se srečujete tudi z novimi materialnimi stroški. Zato imajo zanesljivi rezultati preskusov pomembno vlogo.
Stroški vzdrževanja: Nenazadnje so pomembni tudi tekoči stroški vzdrževanja. Te je mogoče zmanjšati z deli brez obrabe ali s posebno ureditvijo za uporabo v prašnih proizvodnih okoljih.