1引言
在材料力学性能测试中，试样的受力时应变自动测试是重要的内容之一。应变的自动测试手段主要是电子引伸计，电子引伸计包含自动夹持、手动夹持两种形式。
目前自动引伸计在国内一些大型企业中较广泛应用，最大的特点是操作方便、在试样条件一致时效率较高、可以长时连续稳定工作，实现全力学试验的自动测试化。全自动引伸计的最大优势是:可以根据设定自动调整标距;自动夹持于试样之上;具有较大的量程，可以跟随试样拉伸至断裂。为力学试验机实现全自动化测试，提供了重要手段。
近期发展的光学视频引伸计、激光引伸计等非接触式引伸计，如果和试验机控制软件联机，实现全方位自动控制，也为自动引伸计类。
随着测试自动化技术的发展，全自动引伸计应用于应变的自动测试，为此，对全自动应变自动测试技术进行探讨。
2自动引伸计简介
全自动引伸计的原理是由两套自动装卡力臂进行试样装卡、定位标距，同时传递试样拉伸时的变形。两套工作力臂分别装配在自动引伸计的主体上:该主体可以由光栅、伺服驱动系统等组成两力臂平行移动式测量系统;也可以由两力臂分别为杠杆结构，在试样变形时引起力臂的倾斜，引起两个独立的小光栅传感器变化，进行变形测量;测量臂的微位移测量有应变式的，也有应用电感测微头进行小变形测量，光栅进行大位移测量的形式等等。
轴向自动引伸计的标距是可以自由设定的，一般最小标距可设定lOmm，变形量很大一般可达50mm至200mm或更高。最高可达508mm(含标距)。
横向自动引伸计的行程可以达到45mm(标距)，一般在夹持试样的过程中，即是测量试样的宽度过程。
自动引伸计的分辨力，无论轴向还是横向变形测量，其分辨力均为一般为0. OOlmmo图1是GALDABN工自动引伸计的原理图，图2是工NSTRON试验机全自动引伸计工作图。
3全自动引伸计的机械特点分析
3.1自动引伸计的工作特点
全自动引伸计是一套自动测试装置，该装置是体积与自重较大的独立体。全自动引伸计应用自身测量臂，由两测量臂的夹持刀口的测量相对位移量之和，来表征测试总位移的。它们的测量基点都是自动引伸计的主体立柱或移动导轨，参见图3
3.2测量臂对试样装夹特点
全自动引伸计的测量臂，是分别装卡在试样的上下两标距位置，测试试样受拉伸载荷时标距内的延伸量。为此，测量臂不仅仅测试沿受力Y轴位移，还应具有一定的克服夹持点在X轴的偏离功能。也就是说测量平均应变的功能。(见图4)
4自动引伸计实测曲线
由于全自动引伸计的上述特点，在实际测试中会出现以下情况。
(1)试样标准平直
试样加工标准平直，装卡位置正确对中，试验时的曲线会很好。检查曲线的最佳方法是进行局部放大，尤其是弹性变形与屈服阶段。如果该弹性阶段比较平直无曲折，是可以认可所测试数据的。(见图5)
(2)试样加工不规则弯曲明显
对于加工试样的平直度不好并且有扭曲，在拉伸曲线中可以看出，曲线不放大情况下看起来还可以(见图6)，放大后则清晰看出:在弹性变形阶段试样一直在拉力的作用下进行调直，致使自动引伸计的测量臂随之扭动，弹性阶段曲线波折起伏(见图7)。
从图7曲线还可以看出，测试的初期试样与夹头装配不良或样品不平直，两测量臂刀子与试样接触不佳，在加载的同时试样逐渐平直，引伸计测量臂刀子与试样夹持状态逐渐吻合。
对于厚板试样则不是那么轻松，例如管线钢，X60-X80试样弯曲是较普遍的，而且要测规定总延伸强度Rco.s。由于规定总延伸率包含弹性阶段的变形，对此钢种测试中弹性阶段变形的处理是非常重要的，主要是要排除试样拉伸调直过程的虚变形。
对虚位移拖尾曲线，通过弹性直线下延相交X轴处理方法是可以行的。由于管线钢都较厚，弹性变形段突然拐点是时常发现的。
图8曲线的明显拐点(见“r”标识)是有问题的?这使Rco.s的交点可能会交在曲线的上升过程，这个To.s求的肯定不对。因为规定总延伸强度Rto.s，应在规定非比例延伸强度RPO.2附近，RtO. 5也是获取材料屈服特征的一种参数。如果利用该曲线在测定规定非比例延伸强度Rpo.2是正确的，这证明该曲线是存在问题的，需要查找原因。
首先检查试样，发现该批试样都存在原始屈曲状态的(见图9)。这时，采用自动引伸计测试时会存在下列问题:
a.夹持时的自然状态:试样是弯曲的，自动引伸计的上下测量力臂夹持每对刀子是平行夹持的。
b.随着对试样施加的负荷增加，试样渐渐被拉直。上下测量力臂夹持刀子每对刀子初期保持平行，但试样是弯曲的，随试样的拉直，其每对平行刀子的测量点要保持平行，这样在试样上的夹持点逐渐发生滑移。
c.试样的继续受力拉伸，两测量力臂夹持刀子与试样的夹持点继续变化，在单轴拉伸过程中，两平行夹持刀在试样调直中错位调整中，使实际变形测量增大或减小，出现变形拐点见图8中的“t”标识。
d.在试样完全调整平直同时，自动引伸计的两套测量力臂平行夹持刀子，与试样表面垂直，恢复正常状态，曲线又自新的起点开始正常绘制。图9为存在原始屈曲状态的板材试样。
解决问题的办法:
a.调直试样。这比较费时、费力，调整过头会对数据有影响。
b.两次拉伸:首先拉伸到预期屈服约50%的力将试样调直，将力值调回至10%为初负荷，而后继续拉伸试验。曲线会较平直正常，不会影响试验数据。
5全自动引伸计在试验机中的应用
目前的自动引伸计都具有智能自动闭环控制系统，相当于一台具有闭环控制功能的电子式试验机。结构复杂，价值相当于或高于一台电子式试验机。它固定在试验机的主机架上，是一个相对的对立主体，由它进行试样受力时的应变测量。
对于自动引伸计它要求试验条件也是较严格的，它在满足其特定条件下时，其测试结果准确。但是，在不满足其工作条件下进行测试时，它将无法准确测试。
(1)与全自动引伸计配套试验机的要求:
a.应使用刚性夹持试样的自动夹头，夹头必须具有自动试样对中装置。
b.全自动引伸计与试验机的装配位置正确、牢固，与夹持试样中心线垂直、平行。
c.试验机应具有自动施加初负荷功能，根据试样强度特点施加初负荷，使试样夹持牢固稳定，提高应力应变测试曲线的平滑性，提高数据测试准确度。
(2)工作试样的要求:
a.试样必须满足试样标准要求，试样尺寸误差在允许范围内。
b.试样外形平直，不能过分弯曲。
(3)测试数据的要求:全自动引伸计的主要目的是实现生产检验的自动化。所以它的功能定位是:稳定可靠的自动化连续测试。具体测试数据以规定的非比例延伸强度R p0.2、规定总延伸强度Rt、屈服点伸长率Ae、最大力伸长率Ag,最大力总伸长率Agt、伸长率A、硬化指数n、塑性应变比r等数据为重点。
6结束语
本文对全自动引伸计进行了分析与探讨，结合实际应用，这里必须指出:
人工装卡引伸计的测量原理是:引伸计位移测试是两个测量刀子相对的位移，它们的测量参考点是相对的。它是直接真实的测量引伸计标距内的变量。
全自动引伸计的测量原理是:两个测量臂分别测量试样上下标距点内的变量之和，但是测量参考点是全自动引伸计的主体。外界因素会带来较大的干扰，所以要求试验机刚性好同时具备自动高刚度夹头，安装条件、试样条件必须有一定的保证。
本文作者：王春华
