高速光学数字图像相关应变测量系统

    刻写在光纤上的光栅传感器自身抗剪能力很差，在应变测量的应用中，需要根据实际需要开发相应的封装来适应不同的基体结构，通常采用直接埋入式、封装后表贴式、直接表贴等方式。埋入式一般是将光纤光栅用金属或其他材料封装成传感器后，将其预埋进混凝土等结构中进行应变测量，如桥梁、楼宇、大坝等。但在已有的结构上进行监测只能进行表贴，如现役飞机的载荷谱监测等。无论是哪种封装形式，由于材料的弹性模量以及粘帖工艺的不同，在应变传递过程必将造成应变传递损耗，光纤光栅所测得的的应变与基体实际应变不一致。 三维应变测量技术的基本原理是根据物体受力或变形时，其表面上的点的位移和形变信息发生变化的规律。高速光学数字图像相关应变测量系统

    随着计算机图像处理技术的飞速发展，对材料和结构三维信息的提取在工业生产、汽车制造、土木建筑等领域中显得尤为重要。结合光、电、计算机等技术的优点，光学三维应变测量技术达到了非接触性、无破坏性、精度和分辨率高以及测量速度快的特点，在弹性塑性材料等特殊测量领域受到很大的关注。研究和设计一个新产品或制造各种零部件时，掌握所使用材料的特性信息十分关键，这有助于更加可靠、有效地比较塑性材料的差异和优化成形过程。 西安全场三维非接触测量装置光学非接触应变测量主要依赖于光学测量技术，如数字全息术、激光测振仪、数字图像相关法（DIC）等。

技术特点与优势非接触性：避免了传统接触式测量可能引入的误差和损伤，保持被测试物体的完整性和原始状态。高精度：能够在微小尺度下精确测量应变，提供准确的数据支持工程分析和决策。全场测量：能够同时测量物体表面的全场应变分布，有助于了解物体的变形情况。高效率：快速获取数据并进行实时监测，提高了生产效率和质量控制的能力。光学非接触应变测量技术广泛应用于航空航天、土木工程、机械制造、生物医学等领域。例如，在航空航天领域，它用于飞行器的结构健康监测；在土木工程领域，它用于监测大型建筑物和桥梁的结构健康；在机械制造领域，它用于评估机械部件的应力和应变状态；在生物医学领域，它用于研究生物组织的力学性能和变形行为。

光学非接触应变测量是一种基于光学原理的高精度测量技术，通过非接触方式获取物体表面应变信息，适用于材料力学性能分析、工程结构监测等领域。一、基本原理‌数字图像相关技术（DIC）‌通过追踪物体表面散斑或纹理特征，对比变形前后的图像，计算全场三维位移和应变分布。双目立体视觉系统重建物体三维形貌，结合算法分析应变场‌23。技术特点：支持动态实时测量，应变分辨率可达5με，位移精度达0.01像素‌78。‌光学干涉法‌利用光波干涉原理，通过分析物体变形引起的光程差变化，获取表面应变信息‌1。典型应用包括激光散斑干涉和电子散斑干涉。二、关键技术优势‌非接触式测量‌：避免对被测物体产生干扰，适用于柔性、高温或易损材料‌16。‌全场测量‌：覆盖被测物体整体表面，提供连续的应变分布云图，优于传统单点测量‌13。‌高精度与动态能力‌：应变分辨率达微应变级别（20με~5με），支持高速动态载荷下的实时监测‌27。‌环境适应性‌：无需严格避震或特殊光源，可在实验室或户外复杂环境中使用‌
随着科学技术的不断发展，三维应变测量技术也在不断改进和完善。

   机械式应变测量方法：机械式应变测量已经有很长的历史，主要利用百分表或千分表测量变形前后测试标距内的距离变化而得到构件测试标距内的平均应变。工程测量中使用的机械式应变测量仪器主要包括手持应变仪和千分表引伸计。机械式应变测量方法主要的特点是读数直观、环境适应能力强、可重复性使用等。但需要人工读数、费时费力、精度差，对于应变测点数量众多的桥梁静载试验显然不合适。因此，除了少数室内模型试验的特殊需要，工程结构中很少使用。光纤布拉格光栅传感器是光学非接触应变测量的中心，通过测量光纤中的光频移确定应变大小。福建高速光学数字图像相关应变测量装置

在航空航天领域，光学非接触测量可以用于测量飞机结构在飞行过程中的应变情况，确保飞机的安全性和可靠性。高速光学数字图像相关应变测量系统

    拉力试验力值的应变测量是通过测力传感器、扩展器和数据处理系统来完成的。从数据力学上看，在小变形前提下，弹性元件的某一点应变霹雳与弹性元件的力成正比，也与弹性变形成正比。以S型试验机传感器为例，当传感器受到拉力P的影响时，由于弹性元件的应变与外力P的大小成正比，弹性元件的应变与外力P的大小成正比，应变片可以连接到测量电路，测量其输出电压，然后测量输出力的大小。变形测量是通过变形测量和安装来测量的，用于测量样品在实验过程中的变形。安装有两个夹头，通过一系列传记念头结构与安装在测量和安装顶部的光电编码器连接。 高速光学数字图像相关应变测量系统