延伸計

每當需要準確的應變測量，且無法僅從橫樑位移可靠地推斷時，就應使用延伸計。橫樑位移包括來自機器順應性、夾具就位和載荷框架撓度的貢獻 —— 所有這些都可能顯著高估真實的試樣應變，特別是在剛性材料或低應變值下。延伸計對於確定彈性模量、屈服強度和其他應變相關屬性至關重要，並且是大多數材料測試標準（包括 ISO 6892-1、ASTM E8/E8M 和 ISO 527）所要求的。一般來說，如果您的測試結果取決於準確的應力-應變曲線，則應使用延伸計。

標距是延伸計在未受應變試樣上的兩個接觸點之間定義的參考距離。應變計算為該長度的變化除以原始標距。許多測試標準規定了相對於試樣尺寸所需的標距 —— 例如，ISO 6892-1 通常使用 5.65√S₀ 的比例標距。為您的試樣和標準選擇正確的標距對於產生符合標準且具可比性的結果至關重要。

是否在斷裂前移除延伸計取決於材料及其失效方式。對於具有逐漸失效特性的延性材料，延伸計通常可以在整個斷裂過程中保留。對於會發生爆炸性失效的脆性或高強度材料，斷裂時釋放的能量可能會損壞裝置 —— 在這些情況下，建議在失效前移除。對於標準夾持式延伸計，這通常需要暫停測試以手動移除裝置，然後再繼續。 AutoX750 和 AutoXBiax 可以配置為在定義的閾值下自動縮回，無需中斷測試，而影片延伸計則無需移除，因為它們與試樣保持無物理接觸。

橡膠和彈性體會發生非常大的變形 —— 通常為 500–1000% 的應變 —— 由於行程範圍有限，這排除了大多數標準夾持式延伸計。對於這些材料，影片延伸計是一個受歡迎的選擇，它透過光學方式追蹤應用於試樣表面的兩個點，無物理接觸，對材料行為無影響，且無感測器損壞風險直至斷裂。Instron 的 XL 長行程延伸計也是一個可行的選擇，提供高達 750mm 的機械行程，儘管與影片延伸計提供的靈活性和測量範圍相比，它是一個更直接的解決方案。這兩種方法都符合 ISO 37 和 ASTM D412 對硫化橡膠和彈性體拉伸測試的要求。

延伸計根據 ISO 9513（國際）或 ASTM E83（美國）進行校準和分類，這些標準定義了精度等級 —— 例如 0.5 級、1 級和 2 級 —— 規定了整個測量範圍內的允許誤差。您的測試所需的等級通常由相關的材料測試標準規定。例如，ISO 6892-1 在大多數應用中要求 1 級或更高。Instron 延伸計隨附可追溯至國家標準的校準證書，並提供重新校準服務以保持持續合規性。

軸向延伸計沿加載軸測量應變 —— 這是拉伸或壓縮測試中的主要變形方向。橫向延伸計測量垂直於加載軸的應變，擷取試樣拉伸時寬度或直徑的減小。軸向和橫向測量結合使用，可以計算泊松比 —— 橫向應變與軸向應變的比率。Instron 提供多種方式在單次測試中同時擷取兩者：專用的橫向夾持式延伸計與軸向裝置配對、雙軸和平均夾持式配置、AutoXBiax 自動接觸式延伸計，以及 AVE3 影片延伸計，後者可以透過光學方式測量軸向和橫向應變，而無需與試樣進行任何物理接觸。

自動接觸式延伸計在軟體控制下自動安裝到試樣上及從試樣上脫離，消除了測試之間的手動操作。它是高通量生產測試環境和自動化測試單元的理想選擇，在這些環境中，最小化循環時間、減少操作員變異性以及保持一致的標距定位是首要任務。Instron 的 AutoX750 和 AutoXBiax 與多種萬能和靜態液壓測試系統相容，並與 Bluehill 軟體完全整合，實現無縫測試控制。

這取決於延伸計類型。 夾持式延伸計通常固定在特定的標距 —— 根據多個標準或試樣幾何形狀進行測試的實驗室通常需要為每個標距配備單獨的裝置。 影片延伸計是最靈活的選擇，能夠在不更換任何硬體的情況下測量各種標距、伸長率和材料類型 —— 該裝置透過光學方式追蹤直接應用於試樣表面的兩個點，因此標距僅由點的放置位置決定。 AutoX750 在其行程範圍內支援自動標距定位，非常適合測試各種試樣尺寸而無需在測試之間進行手動調整的實驗室。

這兩種裝置都測量應變，但它們的工作方式根本不同。應變計是直接黏貼在試樣表面的一個小型電阻元件 —— 當材料變形時，應變計隨之變形，其電阻與應變成比例變化。正確安裝需要熟練的技術人員：表面處理、精確的黏合劑塗抹和正確的接線對於獲得可靠數據都至關重要。延伸計是一個獨立的儀器，透過機械接觸或光學追蹤來測量試樣上兩個定義點之間的距離變化。

應變計非常適合測量結構或複雜幾何形狀上特定點的應變。然而，延伸計是材料測試的標準選擇，在材料測試中需要定義的標距、測試之間的簡易設置以及符合 ISO 9513 和 ASTM E83 等測試標準 —— 且不需要應變計所需的準備時間或專業知識。

最常見的延伸計誤差來源包括錯誤的標距設置、試樣上不一致的刀口放置以及測試期間接觸點的滑動 —— 所有這些都會在應變測量中引入變異性。對於夾持式延伸計，夾緊力不足或過大都可能導致裝置滑動或影響試樣的行為。延伸計與加載軸之間的對準不良會引入彎曲誤差，特別是在壓縮測試中 —— 平均延伸計專為補償這一點而設計。環境條件，特別是試樣附近的溫度波動和氣流，會影響影像穩定性並在影片延伸計測量中引入誤差。Instron 的 AVE3 影片延伸計採用了整合照明和氣流管理技術，旨在減少這些變量對測量精度的影響。定期根據 ISO 9513 或 ASTM E83 進行校準是識別和糾正系統誤差最有效的方法。

延伸計測量的是工程應變 —— 標距的變化除以原始標距。工程應變是大多數材料測試標準（包括 ISO 6892-1 和 ASTM E8/E8M）要求的標準輸出，對於變形相對較小的大多數材料測試應用來說已經足夠。真實應變考慮了試樣變形時不斷變化的標距，如果需要，可以在後處理中從工程應變值計算得出。對於大變形測試 —— 例如彈性體或高延性金屬 —— 工程應變和真實應變之間的差異變得更加顯著，在解釋結果時應予以考慮。