14.1.1　引伸计及光学引伸计

14.1.1　引伸计及光学引伸计

引伸计（Extensometer）是测量试件两点间相对变形程度（应变）的标准测量工具（图14-1），其应用在上一章已介绍过。常规的引伸计使用方便，但有一定缺陷：对于某一型号的引伸计来说，其标距是固定的，过大或过小的试件不能测量；需要用两个卡口接触试件传递变形，因此不能测量软材料等试件；变形由应变片来测量，其量程有限，一般不能进行超大变形的测量。

图14-1　引伸计及其工作原理

光学引伸计（optical extensometer）如图14-2所示。用光学引伸计测量应变时，首先在试件表面制作两个标记点，之后使用数字相机实时采集标记点的数字图像（实时记录的图像序列构成一个视频，因此光学引伸计也称为视频引伸计）。实验结束后，用图像处理的方法精确定位各幅图像中两个标记点的坐标（xA,yA）和（xB,yB），根据不同时刻标记点的坐标可计算出应变。

如图14-3所示，第n幅图像上两个标记点之间的应变为

图14-2　光学引伸计测量应变的示意图

其中，lx为第n幅图像上两点之间的距离；lx0为加载前两点之间的距离。

图14-3　使用标记点坐标计算应变的示意图

从上面的原理可知，光学引伸计是一种非接触测量手段，且测量时标距和量程不受限制，因此特别适合超常规尺度（如超大或超小试件）和软材料（如橡胶、塑料、薄膜和纤维等）试件的应变测量。