引伸计是材料力学性能测试重要手段之一，是测量材料承受拉伸（压缩）力时所产生应变的必要手段。 

　　一  引伸计的分类 

　　引伸计按工作原理分类有机械式、电子式。 

　　机械式引伸计，如百分表式、杠杆式、光学式引伸计，是由指针或光标直接指示位移示值； 

　　电子式引伸计，如电阻应变式、电感式引伸计、电容式、光栅式、激光式、自动引伸计、光学电子式（视频式）等等。工作中需配备相应的接口转换器、放大器、计算机或指示装置能自动记录或显示所测位移示值。故标定电子式引伸计时必须包括与其配套的整个测量系统。 

　　随着测试技术的不断发展，引伸计由手动装夹、人为目测记录，发展到人工装夹自动测试普通电子式引伸计，以及机电一体复合式智能自动引伸计。无论任何形式，只要满足试验材料性能测试要求、使用条件，根据实验室具体情况，可选择任何形式符合试验方法技术要求的适用的引伸计。 

　　二 引伸计的应用 

　　1   应力应变的关系 

　　任何材料在应用中都要承受一定的力，无论是外力还是内力。只要受到力就要产生变形，也就是应力应变是永远伴随在一起的。在材料的力学性能测试中，一般首先提及的是强度，测量所能承受的力。其实在工程和实际应用中：都需要得到允许某一变形条件下，所能承载的力；或在最大许用载荷下，它所产生的的最大变形。 

　　为满足工程需要选用的材料，必须满足其必要的力学性能：相关材料在特征应变条件所对应的应力指标，获得这一数据的测试必须使用引伸计。 

　　通常测试的金属、非金属材料，在弹性阶段绝大部分都遵守虎克定律：对于线弹性材料，在弹性限度内物体的形变和引起形变的外力成正比，应力正比于应变，其系数为E： 

　　（1） 

　　E    弹性模量 

　　σ   应力 

　　ε   应变 

　　由上式不难看出弹性模量E、σ、ε三者之间的关系，而从这一公式中可看出，在弹性变形阶段应是一条直线，为我们以后测试数据计算的重要参照系。 

　　对于所有金属材料力学性能的判定，引伸计都是用来测定其特征应变条件下所对应的应力。但是无论所测量任何特征应变，首先都起始于弹性变形，并在此基础发展进行的。 

　　2   测试的相关技术参数 

　　在材料试验中的拉伸、压缩、塑性指标、拉压疲劳、扭转试验、断裂韧度试验中，都应用引伸计进行应变测量。在上述试验的应变闭环控制中，将根据引伸计所采集的信息进行控制。 

　　（1）弹性模量E：在轴向应力与应变比例关系范围内的应力与应变的比值。E的测试应按弹性模量方法标准要求，保证试验机的同轴度条件下，选用平均应变引伸计，准确测试弹性直线段应力与应变关系。 

　　适用于拉伸、压缩弹性模量的测试。由于试样的形式、尺寸不同，引伸计的结构为适应试验的要求，而有所不同。 

　　（2）非比例延伸强度Rp：测量产生了某一非比例延伸变形量值所对应的应力。既然是非比例变形，所对应的则是相对比例变形——弹性直线段的偏离，它依赖于弹性直线段，弹性直线段测试的好坏与斜率判断，直接影响该数据准确性。尤其对于＜Rp0.2的数据测试，更需要对弹性直线段做出正确判断，否则将出现严重失误。 

　　对于Rp0.2的数据测试影响相对小一些，原因是这是属于屈服现象发生时的应力，此时塑性变形产生且增加迅速，力值增加缓慢或不变。所以相对弹性直线段0.2%的平行线，相交于力变形曲线平缓段。 

　　对于Rp0.2的塑性变形斜率大的材料，影响还是很大的，不是千篇一律的。 

　　适用于拉伸、压缩弹性模量的测试。由于试样的形式、尺寸不同，引伸计的结构为适应试验的要求，而有所不同。一般装配使用情况见图1。 

　　（3）规定总延伸强度Rt：测量产生了规定的总延伸量值所对应的应力。这里最重要的是其所含概的弹性变形段，必须是真实的单轴拉伸（压缩）弹性应变直线段，而不是由于试样弯曲、以及夹持不当等原因造成的虚位移。并不是简单误解为，只要测试其总延伸变形量即可！ 

　　不考虑试样的状态、夹持条件，是无法准确测试规定总延伸强度Rt的！！！ 

　　（4）金属薄板塑性应变比r、硬化指数n的测试： 

　　金属薄板塑性应变比r是：同一试样单轴应力拉伸，宽度方向真实应变与厚度方向真实应变比。 

　　硬化指数（n值）是：在单轴拉伸应力作用下，真实应力与真实塑性应变数学方程式中的真实塑性应变指数。 

　　用方程式 表示，此方程可转化成对数方程 

　　具体试验情况见图3 

　　（5）应变疲劳性能测试，需采用动态引伸计，以适应在循环加载条件下的应变测试与控制。这类引伸计的正负向变形输出一致，良好的动态性能，极高的稳定可靠性。 

　　（6）金属材料扭转性能测试，精确测定金属材料的切变模量G（测试试样微小扭角），测定规定非比例扭转强度τp0.3等数据。 

　　电阻应变式扭转引伸计可用于上述性能的测试。 

　　具体装配应用见图2，其中：图2-①圆形标距定位套、图2-②转动臂、图2-③固定臂、图2-④引伸计传感器刀口定位螺丝、图2-⑤两力臂的4个固紧螺丝。 

　　一般对扭转引伸计系统，两臂固定试样之间标距为规定要求（例如100 mm），旋转臂与固定延伸臂刀口之距离为6mm，且两刀片平行。再进一步拧紧两臂4个固紧螺丝（图2-⑤）之后，于两平行刀片之间装卡夹式引伸计（图2-⑥），其应垂直并与刀片结合稳定。注意：夹式引伸计的引线不应影响测量。 

　　（7）断裂韧度试验 

　　采用夹式引伸计对材料的断裂韧度KIC、JIC、COD测试。可应用于紧凑拉伸试样、三点弯曲试样等多种试样。由于断裂韧度试样种类教多，为保证断裂韧度试验，应根据试验要求、试样特征，选择或设计与试样开口能够良好配合，准确测量的夹式引伸计。 

　　图 1  用于拉伸测试Rp0.2等数据的单轴拉伸试验 

　　图2  扭转引伸计系统装配图 

　　图 3   金属薄板塑性应变比r与硬化指数试验示意图