受加工工艺、材料成本、标准规定等方面的限制，一些试样不能按照常规的尺寸进行测试，必须采用小尺寸试样，如高性能合金、3D打印金属材料、凝胶材料等等。

小尺寸试样，目前多指代的是标距段在10mm甚至1mm以内的试样，这类试样，在进行屈服、强度、延伸率等力学性能测试时，除了要求夹具和载荷装置的适配，还要求使用的引伸计要能够适应小尺寸测量的工况，而在目前的市场上，这类专业性的测量设备比较缺乏。

2-LVE视频引伸计介绍

LVE视频引伸计是一种非接触式的高精度实时测量系统，它使用一个单独的数字相机及实时图像处理算法，通过拍摄试件实验过程的图像，分析图像特征变化，可动态实时测量应变、位移等数据，与试验机信号互通，测量应力应变曲线等各种力学性能参数，适用于各类力学测试。其特点如下：

• 非接触测量：避免应变片、夹持引伸计等接触式手段对测量的额外影响

• 全流程跟踪：全程不需停机，试样断裂不会损坏测量装置，可全流程追踪

• 场景多样化：除通用场景外，还可适应大变形、微小变形、高低温等特殊实验

• 材料适应广：对材料基本无限制，可针对不同尺寸、不同材质试件进行测试

• 亚像素级测量精度：基于图像处理相关法，计算精度达到亚像素级；

• 应变范围大：可测量应变范围从 0.002%到大于 2000%，远超传统方法

• 标距自定义：自定义标距大小，数百毫米内任意设定

• 多方向同测：可对纵向、横向应变同时计算

• 多点对共测：可对多个点对应变测量，适用于多试样检测、多标段测试等

图1 LVE视频引伸计（显微测量版）

LVE视频引伸计采用非接触式测量方式，对于试样的大小、材质等限制较小，非常适合用于小尺寸试样测量中使用。

3-使用方法步骤

在小尺寸试样实验中，LVE视频引伸计的使用方法及步骤如下：

（1）通过专用的小试样散斑喷涂装置，制作散斑涂层。当然，也可以通过画线等方式制作标记，LVE视频引伸计均可支持，但制作散斑涂层后面还可以扩展到其他用途，所以我们建议处理为散斑涂层。制作完成的试样类似下图。

图2 小尺寸试样（散斑喷涂处理）

（2）夹持试样，将小试样正常放在对应的试验机上夹持住。一般来说，这里的夹具是要特殊定制的，加载装置采用小力值试验机或者原位台。

图3 原位台夹持小尺寸试样

（3）架设LVE视频引伸计，保证视频引伸计和试样的对中。在LVE视频引伸计的软件中，可通过快捷键调出对中辅助线，帮助方便快捷的调节对中。同时，LVE视频引伸计软件内置的算法，也有消除部分对中偏差的功能。

图4 LVE视频引伸计对中辅助界面

（4）选择标距，开始试验。通过LVE视频引伸计将变形数值实时传输到试验机上，试验机会得到应力应变曲线，最后计算得到弹性模量、断裂延伸率等参数。

图5 LVE配合试验机得到应力应变曲线

4-LVE视频引伸计在小尺寸试样测试中的优势

LVE视频引伸计在小试样测试中，优势如下：

（1）标距段大小无限制：在实验中，可观测的标距段大小从mm级到μm级均可使用。

（2）全流程跟踪：可捕捉从开始拉伸到试样断裂的完整过程。

（3）非接触：避免夹持对软体材料（如橡胶、凝胶等材料）的影响。

（4）高精度：最高分辨力0.2μm，精度小于1μm。

（5）符合标准：精度等级优于ISO 9513 0.5级引伸计要求，可出具计量证书。

（6）可以扩展到原位疲劳试验，测量小试样疲劳试验中的实际应变变化。

（7）可配合冷热台，扩展小试样进行高低温等复杂环境下的测试。

（8）可扩展应变、位移云图分析。LVE视频引伸计在测量时可选择保存图片，采集完成后，图片导入到联恒光科DSE-2D全场应变测量分析软件中进行分析，可得到二维应变、位移云图。（PS：试样必须采用散斑涂层方式处理）

图6 计算得到的位移场（上）和应变场（下）

5-总结

LVE视频引伸计可在小尺寸试样中，高精度实时的获取应变数据，支持与试验机、原位台等加载装置通讯，是解决小尺寸试样应变测量问题的绝佳方案。

联恒光科针对小尺寸试样力学试验中的测量难题，可为用户提供成套解决方案，在小试样的加载装置、夹具设计、标记制作、环境控制等方面均有相关解决方案，欢迎咨询了解。