螺栓预紧力、紧固轴力、轴向应力、可以采用超声波直接实时测量， 智能螺栓系统发射和接收超声波脉冲电信号、测量并计算发射和回波电信号之间时间差，即声时差。螺栓轴力超声波测试仪广泛应用于汽车、航空、航天、铁路、风力发电、核能等装配测试领域，已经成为螺栓紧固系统测试和制定螺栓装配工艺必要检测仪器，为螺栓产品研发和设计提供有力的保障，同时可以实时测试和监控紧固轴力变化。为螺栓紧固系统可靠安全运行提供保证。
测试原理：
根据声弹理论，固体中的应力、轴力将引起声速的变化，声速变化比率与应力、轴力呈线性关系。
严格地讲，声速变化比率与应力、轴力的关系并非是完全线性的，而对工程应用而言则可将这种关系看作是线性关系：
（Vs －Vo ）/Vo= ΔV/Vo=Kσ
声速与应力、轴力的关系曲线如下：
超声波有个特性：超声波传递到两边密度差异较大的界面时会反弹。
我们在螺栓头部往杆部发出超声波时开始计时，等到收到从杆端反弹回来的超声波时再计时，计算时间差。超声波的时间差代表了螺栓长度。
在螺栓自由状态下，记录一个原始时间差Ts，在螺栓拧紧过程中，超声设备不停的发送超声波信号并持续记录时间差Tt ，螺栓伸长率=(Tt-Ts)/Ts。
超声波在钢铁中的传播速度跟材质、温度、密度、弹性模量、受力状态等参数相关。
通常在钢铁中传播速度大约在6000m/s左右，6000m/s = 0.006mm/ns，假设M6螺栓长度为1倍直径=6mm。非受力状态下，超声波在螺栓中的传递时间为：
2倍*(6mm÷0.006mm/ns)=2000ns
当螺栓发生0.2%非比例伸长时超声波在螺栓中的传递时间为：
1.002*2倍*(6mm÷0.006mm/ns)=2004ns
超声波信号的延时增加量为4纳秒，因此只有超声系统的飞行时间精度小于4ns我们才能准确捕捉到0.2%非比例伸长。作为一款实时动态测量系统并且有时需要在螺栓弹性段使用，这就要求超声波系统的飞行时间精度更小。因为在弹性段超声波信号的延时更小。
弹性变形阶段：
通过螺栓伸长率和螺栓的弹性模量，可“近似”推导出螺栓所受轴力。
缺点：由于弹性模量是在拉力机上以纯拉受力状态下测得的，而在实际装配时除了轴向拉力，螺栓还受到扭矩转换过来的剪切力。受力状态并不完全相同。因此，该方式得到的力值为近似值。
塑性变形阶段：
无法通过螺栓伸长率和螺栓的弹性模量推导轴力。
因此我们需要给螺栓动态施加拉力，并在此过程中记录螺栓所受轴力和超声波信号，并建立一个超声信号和轴力信号之间的一个比值关系。我们称之为螺栓的“超声波标定”。
实物模拟拧紧相同特性的螺栓时，利用所测量的超声信号和“超声波标定”时所获得的超声波和轴力的比值关系，反推出轴力数据。