Ekstensometer

Strain measurement devices for materials testing – a ZwickRoell core competency

extensometer adalah strain measurement device digunakan untuk mengukur perpanjangan spesimen di bawah beban. Extension measurement is one of ZwickRoell’s core competencies.

Overview Contact extensometers Optical extensometers Selection criteria Request a consultation

Pada dasarnya ada dua kategori utama ekstensometer: contact dan non-contact or optical extensometers. Contact extensometers dapat dikategorikan lebih lanjut ke dalam ekstensometer lengan jepit dan sensor. Non-contact, atau optical extensometers termasuk ekstensometer video dan ekstensometer laser.

	Ekstensometer kontak		Optical extensometer
	Clip-on extensometers	Ekstensometer lengan sensor	Video extensometers	Laser extensometers
Aplikasi	Solusi hemat biaya untuk aplikasi standar dengan panjang initial gauge yang ditetapkan dan hasil spesimen yang rendah	Easily adaptable for different testing applications	Easily adaptable for different testing applications Camera-based: gambar dapat digunakan untuk tujuan evaluasi tambahan, seperti DIC 2D	Teknologi khusus untuk pengukuran di bawah suhu tinggi
Bahan spesimen	Inherently stiff specimens	All	All; termasuk spesimen yang sangat sensitif dan spesimen dengan energi patah yang tinggi	Metals, ceramics, refractory materials, graphite, glass
Suhu	Up to max. 200 °C	Up to max. 360 °C	Up to max. 360 °C	Up to max. 2000 °C
Operasi	Manual	Dapat dikonfigurasi dari manual ke otomatis	Automatic: no operator influence, high reproducibility of test results	Automatic: no operator influence, high reproducibility of test results

Extensometer categories

Para ahli ekstensometer, perangkat pengukuran regangan

Perlu bantuan dalam memilih ekstensometer yang tepat untuk aplikasi Anda?

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang perangkat pengukuran regangan kami?

Jangan ragu untuk menghubungi kami!

Apa itu ekstensometer?

extensometer adalah strain measurement device digunakan untuk mengukur perpanjangan material di bawah beban.

Perpanjangan material adalah deformasi fisik yang terjadi ketika material dikenai beban seperti gaya tarik yang terkait dengan tensile testing. Selain regangan yang disebabkan oleh beban tarik, ekstensometer juga membantu menentukan deformasi atau defleksi tekan di bawah berbagai jenis aplikasi beban, termasuk cyclic tests (incl. fatigue tests), compression tests dan flexure tests.
Ekstensometer mengukur regangan secara langsung pada spesimen. Hal ini meniadakan pengaruh pengukuran dari komponen pengujian lainnya dan meningkatkan akurasi.
Pengukuran regangan diperlukan dalam penentuan nilai karakteristik suatu bahan. Modulus tarik, modulus Young,yield point, strain at break, r-value dan rasio Poisson adalah nilai tipikal yang ditentukan dengan ekstensometer. Informasi ini sangat penting ketika membandingkan bahan, dan membantu produsen menentukan apakah bahan tersebut mampu menahan beban yang dikenakan ketika digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan.
Ekstensometer digunakan dalam berbagai macam industri dan berbagai macam bahan. Contohnya termasuk logam, plastik, komposit yang diperkuat serat, elastomer, film, tekstil, tali, kertas dan kayu.

Ekstensometer kontak

Contact extensometers untuk pengukuran regangan dapat dikategorikan lebih lanjut menjadi sensor arm extensometers dan clip-on extensometers.

Sensor arm extensometers Clip-on extensometers

Ekstensometer lengan sensor

Sensor arm extensometers dipasang langsung ke spesimen melalui ujung pisau yang dipasang pada sensor arm. Regangan diukur melalui evaluasi perubahan sudut atau jarak tempuh sensor arm. Teknologi ekstensometer sensor arm telah terbukti dan mudah dipahami. Ekstensometer ini menawarkan high level of modularity, yang memungkinkannya mudah diadaptasi dan ditangani untuk tugas pengujian yang berbeda: Dari ekstensometer manual yang hemat biaya hingga sistem yang sepenuhnya otomatis, sepenuhnya tanpa pengaruh operator dan dengan kemampuan reproduksi hasil pengujian yang maksimal.

Contact extensometer / sensor arm extensometer: schematic diagram

Clip-on extensometers

Clip-on extensometers adalah solusi yang hemat biaya untuk tugas pengujian standar dengan hasil spesimen yang rendah. Mereka melekat langsung ke spesimen. Transmisi nilai pengukuran dari spesimen ke sensor pendek dan kaku, menghasilkan akurasi pengukuran yang tinggi.

Akan tetapi, ekstensometer ini kurang fleksibel: Dari perspektif desain, sebagian besar dari mereka memiliki panjang initial gauge yang ditetapkan dan jarak tempuh yang terbatas.

Contact extensometer / clip-on extensometer: schematic diagram

Optical / non-contact extensometers

videoXtens dan laserXtens optical extensometers berbasis kamera dan oleh karena itu tanpa kontak. Oleh karena itu, mereka tidak memiliki pengaruh pada penentuan karakteristik material. Keuntungan tambahan yang diberikan oleh strain gauge non-kontak adalah bahwa mereka juga dapat digunakan pada spesimen kritis hingga titik istirahat tanpa risiko kerusakan. Panjang initial gauge ekstensometer optik ditunjukkan oleh tanda pengukur. Ekstensometer video dan laser ZwickRoell juga dapat digunakan tanpa perlu menambahkan tanda pengukur secara manual.

Optik lightXtens ekstensometer beroperasi berdasarkan dioda cahaya. Ekstensometer ini dirancang khusus untuk pengukuran otomatis penuh pada bahan yang sangat ulet (elastomer, tali, foil) atau spesimen dengan panjang initial gauge yang besar (tali baja dan kawat yang terdampar)

Video extensometers Laser extensometers lightXtens

Optical / non-contact extensometers: Principle of the video extensometer

Optical extensometers: Ekstensometer laser

Mengapa memilih ekstensometer dari ZwickRoell?

Ekstensometer adalah salah satu kompetensi inti kami yang dihasilkan dari pengalaman teknologi aplikasi selama puluhan tahun.
Ekstensometer kami dikembangkan dan diproduksi sendiri bersama komponen pengujian kami yang lain, sehingga menjamin kompatibilitas sistem pengujian penuh.
Ekstensometer ZwickRoell dirancang untuk melampaui persyaratan standar, karena akurasi ekstensometer sangat penting untuk reproducible dan reliable test results.

Kriteria seleksi

Hampir semua standar pengujian tarik seperti ASTM dan ISO memerlukan pengukuran regangan. Extensometer yang paling cocok untuk aplikasi tergantung pada persyaratan yang ditetapkan oleh standar serta sifat material spesimen.

Penentuan ekstensometer yang ideal didasarkan pada enam kriteria utama. Ini termasuk properti yang harus dipenuhi, seperti akurasi ekstensometer, resolusi, range pengukuran, nilai terukur yang diperlukan, dan suhu pengujian di mana ekstensometer akan digunakan. Tetapi nilai tambah utama disediakan oleh fitur-fitur seperti penanganan yang mudah, kurva pembelajaran yang berkurang, cakupan fungsionalitas, biaya per pengujian dan informasi lebih lanjut yang disediakan oleh opsi tambahan.

Kriteria pemilihan ekstensometer: ekstensometer atau alat strain gauge mana yang tepat? Memilih ekstensometer yang tepat tergantung pada bahan dan bentuk spesimen, standar yang harus diikuti, kondisi lingkungan, penanganan, serta anggaran dan biaya.

Material & specimen shape

Proses pemilihan ekstensometer yang optimal dimulai dengan kriteria bahan dan bentuk spesimen

Ekstensi maksimum: penting untuk menghitung range pengukuran yang diperlukan. Selain itu, bahan dengan ekstensi yang lebih sedikit, biasanya memerlukan tingkat akurasi yang lebih tinggi.
Sensitivitas kontak: ketika menguji bahan tipis atau peka terhadap kontak, pengaruh pada spesimen dapat diminimalkan dengan menggunakan ekstensometer sensor arm dengan ujung pisau khusus. Ekstensometer optik memberikan solusi yang ideal karena tidak memiliki pengaruh pada spesimen sama sekali.
Perilaku fraktur: penting untuk pengujian hingga spesimen patah, untuk memastikan bahwa ekstensometer tidak rusak. Untuk energi fraktur yang tinggi, Anda harus menggunakan ekstensometer optik atau ekstensometer sensor arm dengan mekanisme keamanan yang sesuai.
Dimensi spesimen: beberapa dimensi spesimen membatasi pemilihan ekstensometer karena lebar atau ketebalan spesimen yang ekstrem.
Bentuk spesimen: dapat menghadirkan tantangan khusus. Misalnya, komponen dengan bentuk tidak beraturan yang membatasi aksesibilitas ke spesimen.

Test sequence & standard

Apakah Anda menguji menurut standar industri atau perusahaan: urutan pengujian dan nilai terukur yang diperlukan secara jelas menentukan fitur ekstensometer yang penting.

Jenis beban: untuk apa ekstensometer digunakan: uji tarik, kompresi, lentur, atau siklik? Beberapa ekstensometer dapat digunakan untuk keempat jenis beban dan dirancang untuk perubahan cepat di antara jenis pengujian.
Panjang initial gauge: biasanya ditentukan oleh standar. range pengukuran yang akan dicakup oleh ekstensometer didasarkan pada panjang initial gauge dan ekstensi maksimum spesimen.
Akurasi: dalam hal akurasi ekstensometer, standar biasanya mengacu pada kelas atau tingkat akurasi. Hal ini didefinisikan dalam standar kalibrasi untuk ekstensometer berdasarkan deviasi dan resolusi yang diukur (ISO 9513, ASTM E83).
Nilai terukur yang diperlukan: nilai terukur apa yang harus ditentukan dengan pengujian tertentu dan apa persyaratan Anda? Contohnya, modul ditentukan tepat di awal pengujian, jadi tingkat akurasi yang sesuai harus sudah ditetapkan. Tingkat akurasi ini dapat dipastikan dengan kalibrasi yang sesuai.
Kontrol laju regangan loop tertutup untuk ISO 6892-1 Metode A1: jenis kontrol regangan ini memberlakukan persyaratan khusus pada ekstensometer. Untuk memastikan bahwa kecepatan pengujian disesuaikan secara otomatis, ekstensometer secara terus menerus mengumpan balik nilai regangan saat ini ke elektronik (di ZwickRoell ini adalah 2000 kali per detik).

Test environment

Bagaimana lingkungan pengujian dan bagaimana pengaruhnya terhadap ekstensometer?

Suhu pengujian: Anda harus menggunakan ekstensometer yang sesuai apabila melakukan pengujian di bawah kondisi suhu. Ada ekstensometer yang dirancang khusus untuk digunakan dalam ruang suhu atau tungku suhu tinggi, yang mampu memberikan tingkat akurasi yang sangat tinggi dalam lingkungan ini.
Pengaruh cahaya atau konveksi, misalnya dari sistem pendingin udara, dapat membatasi keakuratan ekstensometer optik non-kontak.
Debu, kotoran, dan getaran yang memengaruhi pengujian di lingkungan produksi memerlukan ekstensometer yang kuat dan memiliki sensitivitas rendah.

Functionality

Fungsionalitas berjalan seiring dengan nilai tambah, karena ekstensometer memiliki lebih banyak hal yang ditawarkan.

Fleksibilitas: ekstensometer yang sangat fleksibel dalam hal aplikasi, jenis spesimen, atau fungsi yang berbeda, sehingga tidak memerlukan beberapa ekstensometer.
Pengaruh operator: seberapa penting pengurangan atau penghilangan pengaruh operator untuk mendapatkan hasil pengujian yang andal? Pengaruh operator dapat menyebabkan penyimpangan dan hasil pengujian yang tersebar.
Automated functions: through automated functions, operator influences can be reduced and even eliminated. Hal ini secara signifikan meningkatkan pengulangan dan reproduktifitas hasil pengujian. Fungsi otomatis membuat intervensi tidak perlu dilakukan-mulai dari pengukuran otomatis area pengujian dan pemusatan titik pengukuran hingga pengaturan otomatis panjang initia gauge serta attachment dan detachment sensor arms.
Nilai tambah melalui opsi: ekstensometer optik menangkap sebagian besar spesimen melalui kamera sehingga dapat mengumpulkan lebih banyak informasi dari pengukuran. Pengukuran dapat dilakukan pada beberapa titik pengukuran, full-field strain evaluations via 2D image correlation, atau penentuan otomatis lokasi patahan, yang mencegah spesimen rejection.
Retrofitting options: ini memberikan keamanan investasi di masa depan. Beberapa ekstensometer mencakup berbagai macam aplikasi sejak awal. Yang lainnya dapat dengan mudah diadaptasi untuk aplikasi tambahan melalui retrofit di masa mendatang.

Penanganan

Kemudahan penanganan memposisikan pengguna di garis depan.

User profile: who is working with the machine? Apakah personel produksi yang melakukan pengujian terus menerus berganti-ganti tanpa banyak pelatihan sebelumnya dan hanya sedikit, jika ada, modifikasi pada prosedur pengujian? Atau, apakah Anda seorang spesialis yang ingin dapat mengontrol setiap tahap urutan pengujian dengan cara yang sangat fleksibel dan dengan akses ke beragam luas fungsi? Ekstensometer dan perangkat lunak dapat disesuaikan menurut jenis pengguna.
Persyaratan pelatihan: fungsi otomatis secara signifikan mengurangi persyaratan pelatihan. Ini termasuk program perangkat lunak dengan pengoperasian yang intuitif, struktur yang jelas dan kemampuan beradaptasi dengan prosedur operasi Anda.
Upaya modifikasi: jika Anda sering berganti-ganti di antara berbagai aplikasi, Anda juga harus mempertimbangkan upaya yang diperlukan untuk modifikasi sistem-berapa lama waktu yang diperlukan, dapatkah dilakukan oleh satu orang, dan dapatkah terjadi kesalahan selama prosesnya?
Penandaan spesimen: tergantung pada spesimen, ekstensometer optik memerlukan penggunaan penandaan spesimen-dan dalam beberapa kasus tidak. Di samping berbagai opsi penandaan yang dapat disesuaikan menurut spesimen dan pengujian yang akan dilakukan, sistem optik juga dapat mengukur tanpa penandaan. Dalam kasus ini, kekasaran permukaan spesimen digunakan, dan tanda pengukur virtual diterapkan ke spesimen melalui perangkat lunak.

Budget and costs

Dalam hal biaya, penting untuk fokus pada tahun-tahun setelah akuisisi.

Biaya akuisisi: meskipun pada awalnya ini sangat penting, namun biaya rendah yang dikeluarkan untuk pengoperasian ekstensometer (dan sistem secara keseluruhan) dapat dengan cepat mengkompensasi biaya akuisisi yang lebih tinggi.
Biaya untuk pelatihan tergantung pada jumlah pelatihan yang diperlukan dan jumlah operator yang akan menggunakan sistem.
Biaya per pengujian dan kemungkinan keluaran spesimen: semakin banyak waktu yang dihabiskan operator untuk menangani sistem, semakin banyak waktu yang diperlukan untuk menjalankan pengujian.
Waktu yang diperlukan untuk konversi atau modifikasi sistem: memodifikasi sistem untuk perubahan aplikasi memakan waktu. Contoh yang bagus adalah konversi yang diperlukan apabila menggunakan ruang suhu. Dalam hal ini, banyak waktu yang bisa dihemat jika satu orang mampu membuat perubahan.
Costs for follow-up tests: biaya tambahan dikeluarkan karena kurangnya akurasi dan reproduktifitas sistem. Jika sebaran nilai terlalu besar, diperlukan tes lanjutan yang rumit. Selain biaya personel, Anda juga menghadapi biaya material baru. Oleh karena itu, hasil tes yang andal memainkan peran penting di sini.
Maintenance costs: Last but not least, ongoing maintenance costs are of significance. These can be reduced through wear-free parts or a special arrangement for use in dusty production environments.