针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计制造技术

本发明专利技术涉及一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，属于精密传感器与精密仪器技术领域。固定夹靠紧试样侧面，卡紧夹通过转轴与固定夹连接，安装有刀刃的卡紧夹卡紧试样，并通过橡皮筋与固定夹绑紧，电容位移传感器和测量板固定架分别通过螺钉与固定夹连接。采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑能够适用于标距段长度8‑20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。优点在于：结构紧凑，体积小，精度高，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。

A miniature extensometer for measuring the tensile deformation of small in-situ tension apparatus

The invention relates to a split miniature extensometer for measuring the tensile deformation of small in-situ stretcher, which belongs to the technical field of precision sensors and precision instruments. The clamp clamp is fastened to the side of the specimen, the clamp clamp is connected with the fixed clip through the rotating shaft, the clamping clamp with the blade is fastened and fastened to the fixed clamp, and the capacitance displacement sensor and the measuring plate fixed frame are connected to the fixed clamp through screws, respectively. Using a tiny sensor element, the size of the whole extensometer is very compact and can be applied to a miniature tensile specimen with a length of 8 20mm, using a split type structure that does not block the range of the sample, and does not affect the in-situ imaging of the specimen during the experiment. The advantages are: compact structure, small volume and high accuracy, especially suitable for deformation measurement of micro mechanical properties of in-situ tensile tests under scanning electron microscope.

【技术实现步骤摘要】
针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计
本专利技术涉及精密传感器与精密仪器
，特别涉及材料力学试验装置
，尤指一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计。
技术介绍
随着材料科学研究水平的提高，材料性能试验机正朝着小型化、微观化发展。一系列材料原位微观力学性能测试仪器应运而生。这类仪器为了获取材料的微观变形与失效行为的显微图像，往往与扫描电子显微镜等成像装置集成，因而仪器采取小型化的设计，其试样尺寸也远小于传统的力学性能测试试样。由于空间的限制，传统的常规引伸计也无法与仪器集成。这类材料性能原位测试仪器通常利用LVDT传感器测量两夹具之间的位移来代替试样的变形值，存在较大的误差，无法获取准确的材料拉伸应力-应变曲线。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，解决了现有技术存在的引伸计无法与小型原位拉伸仪集成并获取材料拉伸变形的问题。本专利技术采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑能够适用于标距段长度8-20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。具有结构紧凑、体积小、针对微型试样且能够适应多种尺寸、不遮挡成像光路、精度高等特点，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，固定夹3紧靠试样9的侧面，卡紧夹1通过转轴8与固定夹3连接，安装有刀刃2的卡紧夹1卡紧试样9，并通过橡皮筋4与固定夹3绑紧，电容位移传感器5和测量板固定架6分别通过螺钉与固定夹3连接。所述的测量板固定架6通过螺母副与螺旋测量板7连接，拧动螺旋测量板7调节其与电容位移传感器5之间的相对距离；通过电容位移传感器5与螺旋测量板7之间的相对距离获取试样9在标距段内的变形。所述的卡紧夹1、刀刃2、固定夹3的材质均为304不锈钢。本专利技术的有益效果在于：结构紧凑，尺寸小，能够适用于标距段长度为8-20mm的微型拉伸试样。变形测量的最大值为整个标距段长度的6.5%能够满足大部分原位拉伸试样的要求。测试的变形值为两卡紧机构之间即标距段范围内试样的变形，相较于传统原位拉伸仪利用LVDT传感器测量夹具位移进而间接获得试样变形的方式，本专利技术所提出的测试方法更为准确、直接。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的试样卡紧机构的示意图；图3为本专利技术的变形测量方法的示意图。图中：1、卡紧夹；2、刀刃；3、固定夹；4、橡皮筋；5、电容位移传感器；6、测量板固定架；7、螺旋测量板；8、转轴；9、试样；10、游标卡尺。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的详细内容及其具体实施方式。参见图1至图3所示，本专利技术的针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，包括卡紧夹1、刀刃2、固定夹3、橡皮筋4、电容位移传感器5、测量板固定架6、螺旋测量板7和转轴8，所述固定夹3靠紧试样9侧面，保证引伸计与试样9的安装垂直度，安装有刀刃2的卡紧夹1卡紧试样9，固定夹3通过转轴8与卡紧夹1转动连接。橡皮筋4将固定夹3上的细杆和卡紧夹1上的细杆绑紧，橡皮筋4提供的张力使刀刃2与试样9紧紧卡住，防止与试样9之间的窜动。所述的卡紧夹1、刀刃2、固定夹3均为304不锈钢材质。参见图1所示，电容位移传感器5和测量板固定架6分别通过螺钉与对应的固定夹3连接，两固定夹3根据试样9尺寸调整，能够适应不同的试样尺寸。测量板固定架6中心加工有螺纹孔，与螺旋测量板7上的外螺纹旋合。电容位移传感器5位移测量分辨率为0.38nm，量程0.5mm。利用数据采集卡采集传感器的输出电压信号。传感器在使用中要确保其在量程内工作，因此在实验开始前拧动螺旋测量板7调节其与电容位移传感器5之间的相对距离，通过采集卡采集的读数，使其相对距离尽量接近。通过测量实验中电容位移传感器5与螺旋测量板7之间的相对距离获取试样9的在标距段内的变形。本专利技术引伸计采用分体式结构，电容位移传感器和螺旋测量板利用各自的卡紧装置固定于试样上，拧动螺旋测量板，调整其与电容位移传感器的初始距离，确保传感器在量程范围内工作。采集电容位移传感器与螺旋测量板之间的距离作为试样的变形值。采用微小的传感元件使整个引伸计尺寸极为紧凑，能够适用于标距段长度8-20mm的微型拉伸试样，采用分体式结构不遮挡试样的标距段，不影响实验过程中对试样的原位成像。具有结构紧凑，体积小，精度高等特点，特别适用于扫描电镜下的材料微观力学性能原位拉伸试验的变形测量。参见图3所示，完成本引伸计的安装和调节后，在实验开始之前，利用游标卡尺10或内径千分尺，测量两卡紧夹之间的距离，来确定标距段的准确长度L，并对传感器数值进行清零。实验开始后采集电容位移传感器5的读数，作为试样标距段的变形量ΔL，实验过程中试样9的拉伸应变值ε=ΔL/L。引伸计整体采用分体式结构，尺寸极小，不遮挡试样标距段。以上所述仅为本专利技术的优选实例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡对本专利技术所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，其特征在于：固定夹（3）紧靠试样（9）的侧面，卡紧夹（1）通过转轴（8）与固定夹（3）连接，安装有刀刃（2）的卡紧夹（1）卡紧试样（9），并通过橡皮筋（4）与固定夹（3）绑紧，电容位移传感器（5）和测量板固定架（6）分别通过螺钉与固定夹（3）连接。

【技术特征摘要】
1.一种针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计，其特征在于：固定夹（3）紧靠试样（9）的侧面，卡紧夹（1）通过转轴（8）与固定夹（3）连接，安装有刀刃（2）的卡紧夹（1）卡紧试样（9），并通过橡皮筋（4）与固定夹（3）绑紧，电容位移传感器（5）和测量板固定架（6）分别通过螺钉与固定夹（3）连接。2.根据权利要求1所述的针对小型原位拉伸仪拉伸变形测量的分体式微型引伸计...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，刘长宜，马志超，任壮，乔元森，洪坤，张萌，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22