拉伸屈服试验机的主要功能是对材料进行拉伸实验,测定其在不同载荷下的应力和应变响应。实验过程中,试样通常通过两端固定的夹具进行拉伸,传感器则实时监测试样的力学行为,提供有关载荷、变形等的数据。这些数据通过控制系统处理并显示,最终形成材料的力学性能曲线。
在拉伸屈服试验机中,传感器起着至关重要的作用。根据试验需求,试验机中可能会使用不同类型的传感器来测量载荷、位移、应变等重要物理量。常见的传感器类型主要包括以下几种:
1.力传感器(负荷传感器)
力传感器关键的传感器之一,主要用于测量施加在试样上的拉伸力。根据其工作原理的不同,力传感器可分为以下几种类型:
应变式力传感器:应变式力传感器是常用的一种类型,通过测量应变来反映施加在试样上的力。当外部载荷作用于传感器时,传感器的弹性元件会发生形变,应变片感受到形变并转化为电信号输出。应变式力传感器具有较高的精度和可靠性,适用于高精度力学性能测试。
压电式力传感器:压电式传感器通过压电效应将外部施加的压力或力转化为电荷,从而得到力的大小。这种类型的传感器响应速度较快,适合高频率的动态加载实验,但其灵敏度相对较低。
2.位移传感器(拉伸位移传感器)
位移传感器主要用于测量拉伸试样的伸长量或位移量。常见的位移传感器类型包括:
光电位移传感器:利用光学原理,通过激光或光电传感器监测样品的位移。光电位移传感器具有高精度、高分辨率的优点,能够实时检测样品在拉伸过程中的微小变形。
电感式位移传感器:通过电感原理,电感式位移传感器能够测量样品的位移变化。该传感器的优点是稳定性高、抗干扰能力强,适合在恶劣的环境中使用。
3.应变传感器
应变传感器用于测量材料在拉伸过程中发生的应变变化。常用的应变传感器包括:
电阻应变片:应变片通过电阻的变化来反映样品的应变。电阻应变片具有高精度和稳定性,在材料试验中被广泛应用。电阻应变片通常与力传感器结合使用,能够提供材料在施加力下的应变响应。
光纤应变传感器:光纤应变传感器通过测量光的反射变化来判断样品的应变变化。它的优点在于抗电磁干扰能力强,适用于高温或复杂环境下的测试。
4.温度传感器
温度对材料的力学性能有显著影响,尤其在高温环境下进行拉伸试验时,温度传感器的使用至关重要。常见的温度传感器有:
热电偶温度传感器:热电偶利用不同金属接触点的热电效应来测量温度。它具有较高的响应速度,适用于快速温度变化的环境。
RTD温度传感器:RTD(电阻温度探测器)能够提供精确的温度数据,适用于温度精度要求较高的试验。
传感器的灵敏度指的是传感器对微小变化的反应能力。在拉伸屈服试验中,传感器的灵敏度直接影响到试验数据的准确性和精度。通常,灵敏度越高,传感器对外界变化的响应就越敏感,能够更好地反映材料的细微变化。
对于力传感器来说,灵敏度决定了它能够感知的力量变化,进而影响到屈服点、抗拉强度等关键力学性能的测试结果。对于位移和应变传感器,灵敏度则决定了它们对微小位移或应变的感知能力,这对于材料的延伸率、断后伸长等特性的测试至关重要。