高温夹式引伸计的研制及应用

　　在研究材料高温断裂性能和疲劳裂纹扩展速率规律时，由于试件置于封闭高温炉内，无法利用读数显微镜直接测量试件的裂纹长度。一般常用电位法或柔度法来监测裂纹长度，现行的柔度法常需将位移信号通过一定的装置引至炉外，再用常温夹式引伸计测量。这种引出方法较麻烦，其可靠性和灵敏度也受影响，为此需要研制一种高温夹式引伸计，直接在高温炉内测量试件的位移信号，使测量系统大为简化，且提高了测量的可靠性。

　　对高温夹式引伸计的基本要求是:

　　(l)能长期在400℃环境中工作;

　　(2)位移量程△V一3mm;

　　(3)在设计温度和量程范围内，引伸计输出信号线性好，测量精度较高;

　　(4)引伸计应具有防止过度变形能力，并有防护罩保护应变计及防炉内直接热辐射。

　　一、引伸计弹性元件设计

　　根据以上要求，引伸计弹性元件选用耐热合金GH33A，其高温力学性能良好。600℃时经力学计算弹性元件尺寸，设计加工成如图1所示，其中，安装应变计部位设计成等应力，使总信号输出最大，引伸计位移端用线切割加工，可方便地制成带有突台，防止过度变形。突台间距即为可测量最大位移。弹性元件长度由电炉内试件安装空间限定。在元件悬臂梁等应力段正反面安装应变计。

　　二、高温应变计、粘结剂、引线及引伸计总装

　　采用400℃粘贴式丝式应变计，其敏感栅系NIM。合金丝绕成，粘结剂为P12一9胶，应变计用浸胶玻璃布作基底，引线为卡玛合金扁带。

　　在引伸计弹性元件上应变计粘贴部位经打磨清洗后涂薄层P12一9胶，经180℃半固化后粘贴应变计，又经180℃、400℃固化处理，在弹性元件上粘贴4个应变计，引线接成全桥。应变电桥用N一500高温绝缘电缆(4芯)接出。这种高温应变计灵敏系数K随温度变化，室温K~2.18;400℃时.K一2.10。引伸计装有保护应变计的不锈钢防护罩。

　　三、夹式引伸计的性能标定

　　性能实验方法，是将夹式引伸计安装在自制标定器上，它以百分表指示给定位移，标定时位移为0.2一2.smm，引伸计的应变计桥路接入应变放大器，再通过A/D转换板、接入IBMPC计算机，由给定位移得到输出读数数据，按已编软件计算画出标定曲线:Y=A+BX。式中Y—位移，X—读数，A截距，B—斜率。

　　计算出A,B，相关系数r和标准差S等，夹式引伸计分别在室温和400℃正、反行进行标定，400℃标定时，将标定器伸长杆装入电炉内，引伸计安装好，将引线引出炉外接测量系统。图2、图3是夹式引伸计在室温和400℃标定的曲线，此外，还检测了引伸计在400℃时的输出稳定性，标定结果证明稳定性和线性度良好，相关系数r达0. 9999—0. 99999。