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GB／T 12160-2019 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定简介：

GB/T 12160-2019是中华人民共和国国家标准，全称为《金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定》。这份标准主要规定了金属材料在进行单轴拉伸试验时，用于测量材料应变的引伸计系统的标定方法和要求。

引伸计系统是材料力学性能测试中的重要设备，它用于测量试样的变形，从而计算出材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度和抗拉强度等。标定引伸计系统是为了确保其测量结果的准确性和一致性。

GB/T 12160-2019中，引伸计系统的标定主要包括以下几个步骤： 1. 环境条件：首先，确保测试环境的温度和湿度符合标准要求，以减少环境因素对测试结果的影响。 2. 零点调整：在无负荷状态下，调整引伸计的零点，确保其在无应变时读数为零。 3. 线性标定：在一定的负荷范围内，对引伸计进行逐点标定，得到应变-负荷曲线，要求该曲线与理想直线的偏差在规定范围内。 4. 重复性测试：进行多次重复测量，评估引伸计的测量重复性，确保其稳定性。 5. 温度补偿：如果试验在非标准温度下进行，需要进行温度补偿，修正因温度变化引起的测量误差。

这份标准的实施，对于保证金属材料力学性能测试的准确性，提升产品质量控制，以及科研实验的可靠性具有重要意义。在进行测试时，应严格按照此标准执行，以获取可靠的数据。

GB／T 12160-2019 金属材料 单轴试验用引伸计系统的标定部分内容预览：

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附录D （资料性附录） 引伸计系统类型的示例

A型引伸计通过试样支撑装夹在试样上CJ∕T 141-2018 城镇供水水质标准检验方法，标定器的加载架上没有参考点。图D.1～图D.3显示这 种类型的各种设计。 无论是单侧或双侧的，引伸计均可定位在测量系统上，既可以读取位移的瞬间值也可读取平均值。 图D.1~图D.3只显示了单侧系统。

引伸计的移动和固定接触点置于 固定元件上（“分样为原则）。如果引伸计有两 可动的接触点，则第二接触点被放置在校准设备 的固定部分 统的输出记录下来

D.2.3引伸计标称标距L,的测量

引伸计标称标距L，使用标定规进行检验

图D1刀刃旋转式的引伸讯

图D.2刀刃弯曲式引伸计

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图D.3导杆移动式的引伸计

B型引伸计有两个可移动的接触点或其光传感器安装在试样上，而基准点在所述框架上。该传感 器与试样的标线对齐并且随着延伸出现产生移位。 图D.4～图D.8说明了B型引伸计的各种设计。 伸长率是试样负载后在接触点G和H之间的长度差。由于该试样的一端由固定夹夹持，另一端由 移动夹夹持，所以伸长量1，和12是不相等的。进行两个绝对测量或一个差动测量，1，的计算与12一l1 的差相符。

给定夹具间的距离， 装在标定器两端夹具的等距离之 比应按式（D.1)）计算：

单独检验刀刃的性能时，将被检刀刃一端放置在标定器可移动部分，另一端放置在固定部分，或者 若使用的是光学引伸计，放在其标线上。对于给定的测量范围，每个刀刃均需进行每组10个测量值的 单独检验。引伸计的相对系统误差可以由每个测量值通过从上部刀刃的位移中减去下部刀刃位移计算 得到，

D.3.2.3引伸计标称标距L的标定

引伸计标称标距L。，可以通过将引伸计安装在一柔软的试样上（如铜片或纸板)使引伸计的刀刃在 试样上留下痕迹的方式进行测量，摘下引伸计测量标记之间的距离。 如果欲测量光学引伸计的标称标距，应使用在试样上做出时间间隔标记的装置。为了测量L。标 记间的距离可以由设备本身测得（例如通过使用测微计）。

图D.4L,/L的比率、夹具间的距离S和标称标距L。

21602019/IS09513.2

图D.5有两片刀刃和两个非平均传感器的引

D.6有两片刀刃和一个差分传感器的引伸计

图D.7有两个导向刀刃和两个测量传感器的引伸计

D.8有两片导向刀刃和一个差分传感器的引伸计

C型引伸计设置有两个可移动刀刃，并且两刀刃随着试样伸长而分开，伴随拉伸应力的增加，刀刃 24

C型引伸计设置有两个可移动刀刃，并且两刀刃随着试样伸长而分开，伴随拉伸应力的 24

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分别向两端移动而传感器依然在试件的中心。 刀刃的移动可以通过滚轴或通过由应变控制或移动横梁控制的伺服电机来控制

那么刀刃的位移等于S/2。测量基点的位移等于S/2。 如果引伸计被装夹在距标定器两夹具距离相等的位置，那么1，等于1.

D.4.2.1引伸计标称标距L，的确定

两刀刃和可移动基准点的

这种类型的引伸计通过组合 图D.10所示引伸计通过其弹簧片 散应变测量。超过一定的应变水

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有关试验原理的规格和引伸计标称标距准确度见D.2.2和D.2.3。

型（参见图D.2）和B型引伸计的组合（参见图D.）

E型引伸计用来测量液压式试骗 械式试验机横梁的行程。由手传感器的位 变测量可能会被加载框架变形，力的加载或者力测量系统所误导

传感器被夹紧在装载装置的压盘上（参见图D.11)，用于测量在压盘之间距离发生的变化。虽然 逛架的变形是不可能的，但如果压盘被弯曲则测量可能受到影响

标定程序见 D.6.2。

标定程序见 D.6.2。

标定程序见 D.6.2。

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图D.11用于压盘之间的应变测量传感器

E.1激光引伸计的工作原理

至少由两条条纹组成的一组编码条纹被印在被测试样上。 一束由旋转偏转器驱动的激光沿者试科 主轴线进行连续扫描。接收器将会检测到经由条纹漫射和反射到的激光信号（参见图E.1）

首先，需要测量偏转器的旋转速度。利用测量出的速度，结合激光信号穿过两条纹的时间，可以计 律出两条纹之间的距离。 在试验开始之前，首先测量各条纹（参见图E2间的基准标距。随着试验过程中应力的变化，测量 完码条纹之间的延伸或压缩量的百分比或绝对值

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若使用可视范围内的激光扫描仪，扫描的范围可以用自视调节。对手编码，用作对比的背景条 通过喷涂或粉末喷酒于指定距高

E.2标定可能性和对激光扫描仪的影响

基本上，和机械位移测量仪器的标定一样，激光引伸计可通过常规方法进行标定（量块、机械和光学 则量传感器、干涉测量法）。通过遂渐增加标定装置可调节两端（或一端固定，一端可调节）之间的距离， 以实现引伸计的标定。其中，每个固定端或可调节端至少设置个绢码条纹。测量误差是由扫描区 或中的位置的绝对或相对误差确定的。 除了这些静态误差，还有一系列由扫描器，接收器及其所处环境之间所产生的进一步影响。包括电 子设备的触发行为，编码标记的对比度、光源的稳定性、空气扰动和电磁感应的影响。可通过试样处于 无应力状态下扫描器所处的状态，对上述影响因素进行测量。在这种情况下，应对条纹位置测量的统计 学规律进行分析。整个测量系统的分布偏差宜不大于扫描器计时装置偏差的土1个单位。 扫描器的主要参数是其最大扫捕速率和激光束通过试样表面的速度。连同定时装置的频率及编码 条纹在应变方向的局部运动，共同构成了测量过程的动态误差。这些都可以通过计算确定并借助补

算法进行量小化修正。更多扫描原理产生的影响会在E.3和E.4说明。

E.3角度扫描类型的激光引伸计

E.3.1角度扫描的工作原理

图E.3角度扫描仪的工作原理

激光引伸计的角度扫描模式操作如下：在未拉伸试样表面标记至少两条（或一整组）的测量条纹。 发射的激光束照向（多边形）旋转反射镜的旋转中心，并辐射状地反射到试样表面。对于试样表面的标 记条纹，激光会以漫射的形式进行散射或以汇聚的形式进行反射。接收器通过分析得到未拉伸试样的 标距基准。随着试验的进行，可以测量得出由应力引起的标距段的长度变化（参见图E.3）。如果需要 的话，可在水平方向额外放置一个扫描设备，用以测量试样尺寸在横同的变化。对手角度扫描，试样应 保持水平并且测量时距试件的工作矩高应保持不变。

E.3.2角度扫描仪，测量值和准确度的影响

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图E.4角度扫描仪的测量值

图E5多条纹平行扫描

平行扫描类型的激光引伸计的工作原理如下：在未拉伸的试样表面标记至少两条或一整组的测量 条纹。发射的激光束照向旋转反射镜的旋转中心。在人口和出口，该激光束在两个相对的光学平面上 反射，从而产生了相应的相同折射角度。由于光学平面的旋转，激光束被偏转以平行于自身的角度射向 试样。对于试样表面的标记条纹，激光会以漫射的形式进行散射或以汇聚的形式进行反射。接收器分 析该光束，确定未拉伸试样的标距基准，在有几个标记点的情况下，确定在应力的影响下各标距段的变 化（参见图E.5）。如果需要的话，可在水平方向额外放置一个扫描设备，用以测量试样尺寸在厚度方向 的变化

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图E.6平行扫描的测量值

光学平面的边缘长度； 光学平面的折射率。 下列情况用于计算任何条纹的位置

F.1视频引伸计的工作原理

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一个视频引伸计系统包括至少一个光学系统摄像头和一个相应的图像处理系统（参见图F.1）。

试件表面沿加载轴线标记，有时也垂直地做两个参考标记（见图F.2）。这些标记可用彩色标记GB∕T 51193-2016 聚酯及固相缩聚设备工程安装与质量验收规范，或 者这些与背景对比强烈的标记，可以用彩色标记或者自粘胶标记。这些标记之间的对比参考边缘的距 离表示了初始长度，会受到拉伸或者挤压的影响而改变。在视频引伸计中，这种变化由一个或多个摄像 头监控，并通过快速处理的视频信号转换成拉 伸或压缩数据，然后保存并作为实验设置的目标数据。

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因为基本上只有儿行或列的芯片包含边缘 且输人开始位置，就可以把读数 在芯片上边界移动的区域。除了测量沿纵轴的边界位移，交叉的收缩可以在相同的时间顿测量。 利用高速信号处理器，可以测量两个边 个观测网格的主轴线上的变形。

F.2校准选项和视频引伸计的外界影响

出于标定时目的，可以使用常用的机械标定方法（量块、机板和光学传感器、十涉测量技术），从而设 置和测量离散位置的测量带。另外，可以使用机械性定义的作用于已知网格见举得试样上的点的“网格 元”。 用户应了解并控制影响测试精度的一系列影响因素。 第一个影响是摄像机的视野，其由镜头焦距和CCD芯片和试样之间的距离产生的。假设视场和芯 片平面重直于光轴，如果相机可以解析在焦平面上个位置，则其同样适用手测量范围，其中视场很 小，考虑图像的衍射极限并保持在其极限范围内很重要。 第二个影响和映射原理有关，由于试样在光轴方向的移动和图像到试样平面可能的倾斜。很难通 过试验检验，后者可能导致绝对长度或长度变化的测量错误GB 51363-2019标准下载，所以这可能和标准要求矛盾，但是原则上 允许正确的相对测量

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