Types d'extensomètres

Un extensomètre est un instrument qui mesure la déformation de la ligne entre deux points sur des composants et d'autres objets. Les principaux équipements utilisés lors des essais de traction comprennent des machines d'essai et des extensomètres. La machine d'essai est un système qui applique une force d'essai de traction à l'échantillon, la contrôle et la mesure ; l'extensomètre est un système qui mesure l'extension (ou le déplacement) de l'échantillon. Lors des tests des propriétés mécaniques des matériaux, la contrainte et la déformation sont interdépendantes. Tout matériau, tant qu’il est soumis à une contrainte, produira certainement une contrainte ; tant qu'il produit des tensions, il doit être soumis à des contraintes.

Extensomètre mécanique

Les extensomètres mécaniques sont principalement des extensomètres à rotule. En raison de sa structure simple et de son fonctionnement facile, il est encore largement utilisé dans les essais de propriétés de traction.

Le plus grand avantage de cet instrument est qu'il dispose d'un système de structure de moyenne automatique et qu'un seul dispositif de lecture peut être utilisé pour obtenir l'allongement en traction pur de l'échantillon qui élimine l'influence de la flexion en traction excentrique. L'extensomètre à charnière sphérique utilise uniquement un indicateur à cadran et l'instrument a un grossissement de K=2000 fois.

En résumé, un étirement excentrique se produisant inévitablement lors de l'essai de traction, les extensomètres utilisés pour mesurer la déformation de l'éprouvette de traction doivent être installés sur chaque côté symétrique de l'éprouvette. Utilisez la moyenne de ces deux lectures d’extensomètre comme allongement en traction pur de l’échantillon. (Un seul extensomètre qui prend automatiquement la valeur moyenne des deux côtés est installé)

Extensomètre électronique

Ces dernières années, avec le développement rapide de l’ère informatique, un autre nouveau type d’extensomètre est apparu : l’extensomètre électronique. Les extensomètres électroniques comprennent : les extensomètres résistifs, les extensomètres capacitifs, les extensomètres inductifs, etc.

L'extensomètre électronique collecte le signal de déformation dans l'ordinateur afin qu'il puisse être affiché simultanément avec la contrainte du matériau. Par rapport aux extensomètres mécaniques, il réduit les erreurs de lecture humaine et améliore la précision des mesures. Étant donné que les extensomètres électroniques sont abordables, faciles à installer et à utiliser en ligne avec des machines de test électroniques universelles, des capteurs électroniques, etc., les extensomètres électroniques sont largement utilisés par les industries connexes au pays et à l'étranger.

Extensomètre résistif

Ce type d'extensomètre est installé sur un côté de l'échantillon ou sur un jeu de barres sur la surface cylindrique de l'échantillon. L'extensomètre ainsi utilisé est appelé « extensomètre électronique simple face ». Puisqu'il y a généralement une erreur de coaxialité entre les mandrins supérieur et inférieur de la machine d'essai, il peut également y avoir une erreur de coaxialité entre la partie de serrage et la partie de longueur de référence de l'échantillon. Par conséquent, l’échantillon est généralement exploité sous étirement excentrique. Le résultat est que l'allongement du segment de ligne longitudinale de la surface de l'échantillon et l'allongement de l'axe de l'échantillon dans la section de longueur de référence ne sont généralement pas égaux. Cette méthode de mesure remplace l'allongement de l'axe de l'éprouvette par l'allongement mesuré sur un côté de la surface (c'est-à-dire l'allongement en traction pur de la longueur de référence). Généralement, des résultats erronés seront obtenus, ce qui entraînera certaines erreurs de mesure.

L'analyse a prouvé que lorsque l'excentricité est de 0.1 mm, l'erreur de mesure est de ±8 %. Lorsque l’excentricité double, l’erreur double également. La valeur absolue maximale de l'erreur peut être proche de 50 %.

Étant donné que l'étirement excentrique est une combinaison de déformation en traction pure et de déformation en flexion pure, la déformation en flexion pure amène le matériau d'un côté de la couche neutre à subir une déformation en traction supplémentaire, tandis que le matériau de l'autre côté de la couche neutre subit une déformation en traction supplémentaire. . Déformation par compression. Lorsque l'extensomètre électronique simple face est installé sur le côté soumis à une déformation de compression supplémentaire, la déformation reflétée par l'extensomètre électronique simple face est une déformation par compression dans la phase initiale du processus de traction. Il s’agit du phénomène de « mouvement inverse » de l’extensomètre électronique simple face.

Lorsque le segment de ligne mesuré par l'extensomètre électronique unilatéral est situé sur la couche neutre avec déformation en flexion, la déformation en flexion sur la couche neutre est nulle. À l'heure actuelle, l'extensomètre électronique simple face ne peut pas mesurer une déformation de flexion supplémentaire mais une déformation de traction pure, et ses résultats de mesure sont précis. Cependant, l’excentricité se produit de manière aléatoire. Dans la plupart des cas, l'extensomètre électronique simple face n'est pas installé à la position du segment de ligne mesurant la couche neutre, de sorte que la déformation mesurée n'est pas la pure déformation en traction de l'échantillon. C'est pourquoi les résultats de mesure d'un extensomètre électronique unilatéral sont extrêmement instables.

Extensomètre capacitif

L'extensomètre capacitif convertit le changement de longueur de l'objet en changement de capacité, puis convertit le changement de capacité mesuré en déformation de l'objet. Puisqu'il n'a pratiquement aucune hystérésis aux hautes fréquences, il peut être utilisé pour des tests de charge dynamique, tels que des tests de force d'impact.

Extensomètre inductif

Le principe de l'extensomètre inductif est que la déformation du composant provoque le déplacement du noyau de fer, provoquant une modification de l'inductance de la bobine. Une tension est donc générée dans la bobine de sortie. En amplifiant et en mesurant cette tension, les modèles de déplacement et de mouvement du composant peuvent être calculés.

Les extensomètres inductifs ne sont pas aussi légers que les extensomètres résistifs, mais parce qu'ils ont une meilleure stabilité lors des tests à long terme, ils conviennent aux appareils de mesure permanents.

Extensomètre vidéo

L'extensomètre vidéo utilise le principe de la méthode sous-pixel pour mesurer la déformation de l'échantillon. Le cœur est l’élément photosensible du capteur d’image (Charge-coupled Device, CCD), qui convertit l’intensité lumineuse en un signal électrique et l’émet selon une certaine proportion. Par conséquent, la déformation dans les directions longitudinale et transversale peut être mesurée simultanément sans contact. La plage de mesure est déterminée par la distance focale de l'objectif. Avec des objectifs de différentes focales, différentes plages de mesure peuvent être obtenues.