浙江全场三维非接触应变测量系统

电阻应变测量(电测法)是一种普遍应用且适应性强的实验应力分析方法之一。它利用电阻应变计作为敏感元件，应用应变仪作为测量仪器，通过测量来确定受力构件上的应力和应变。在电阻应变测量中，首先将应变计(也称为应变片或电阻片)牢固地贴在待测构件上。当构件受到外力作用时，会发生变形，从而导致应变计的变形。这种变形会引起电阻的变化。为了测量这种微小的电阻变化，通常采用电桥电路。电桥电路由四个电阻组成，其中一个电阻是应变计。当应变计受到应变时，其电阻值发生变化，导致电桥不平衡。通过调节电桥中的其他电阻，使得电桥恢复平衡，可以测量到电桥中的电流或电压变化。这个变化与应变计的电阻变化成正比。为了提高测量的精度和灵敏度，通常会使用信号放大器对电流或电压进行放大。放大后的信号经过处理，可以转换成构件的应变值，并通过显示器显示出来。电阻应变测量方法具有许多优点。首先，它可以适用于各种不同材料和结构的构件，如金属、塑料、混凝土等。其次，它可以实现非接触式测量，不会对待测构件造成破坏或干扰。光学非接触应变测量技术具有明显的技术优势和应用前景，是应变测量领域的重要发展方向之一。浙江全场三维非接触应变测量系统

在材料科学与工程测试领域，应变测量是评估材料力学性能、优化结构设计的关键环节。传统接触式测量方法依赖应变片、引伸计等器件与被测物体直接接触，不仅易干扰测试状态、破坏样品完整性，更难以捕捉全场变形信息。随着工业制造向高精度、复杂化升级，光学非接触应变测量技术应运而生，成为打破传统局限的变革性解决方案。研索仪器科技（上海）有限公司（ACQTEC）作为该领域的领航者，以数字图像相关（DIC）技术为关键，构建起覆盖多尺度、多场景的测量体系，为科研与工业领域提供精确可靠的测试支撑。美国CSI数字图像相关应变测量系统光学测量技术不只精度高，还能适应各种环境和条件，是现代建筑物变形监测的理想选择。

光学应变测量和光学干涉测量是两种常见的光学测量方法，它们在测量原理和应用领域上有着明显的不同。下面将介绍光学应变测量的工作原理，并与光学干涉测量进行比较，以便更好地理解它们之间的区别。光学应变测量是一种通过测量物体表面的应变来获得物体应力状态的方法。它利用光学传感器测量物体表面的形变，从而间接地推断出物体内部的应力分布。光学应变测量的工作原理基于光栅投影和图像处理技术。首先，将光栅投影在物体表面上，光栅的形变将随着物体的应变而发生变化。然后，使用相机或其他光学传感器捕捉光栅的形变图像。通过对图像进行处理和分析，可以得到物体表面的应变分布。与光学应变测量相比，光学干涉测量是一种直接测量物体表面形变的方法。它利用光的干涉现象来测量物体表面的形变。光学干涉测量的工作原理是将一束光分为两束，分别经过不同的光路，然后再次合成。当物体表面发生形变时，两束光的相位差发生变化，通过测量相位差的变化，可以得到物体表面的形变信息。

光纤光栅传感器在应变测量中具有一定的局限性，其光栅在受到剪切力时表现相对较弱。为了应对这一挑战，并根据不同的基础结构特点，需要开发和应用各种封装技术，包括直接埋入式、封装后表贴式以及直接表贴等方法。在直接埋入式封装中，光纤光栅通常会被封装在金属或其他材料中，预先埋入如混凝土等结构中，以便进行应变测量。这种技术在桥梁、建筑和大坝等大型工程中有着普遍的应用。然而，对于已经存在的结构，如表面的飞机载荷谱进行监测时，则只能采用表贴式的封装方式。封装形式的选择会受到材料弹性模量和粘贴工艺的影响，这在光学非接触应变测量中会导致应变传递的损耗，从而使得光纤光栅测量的应变与实际基体的应变之间存在差异。因此，进行光学非接触应变测量时，必须要考虑这种应变传递损耗的影响。要降低这种应变传递损耗，可以在封装过程中选择具有高弹性模量的材料，以提高传感器的灵敏度和精度。同时，粘贴工艺也需要精确控制，确保光栅与基体之间的紧密接触，以进一步减小传递损耗。这些措施将有助于提升光纤光栅传感器在应变测量中的性能。全场测量法是一种高精度、高分辨率的光学非接触应变测量方法，适用于复杂应变场测量。

光学非接触应变测量技术是一种重要的应变测量方法，主要用于测量材料或结构体表面的应变情况。常见的光学非接触应变测量技术包括：光栅法（Moire法）：基本原理：光栅法通过在被测物体表面放置一组参考光栅或者使用双光束干涉产生Moire条纹，通过测量条纹的位移来计算应变。优点：可以实现高灵敏度的应变测量，对于表面应变分布的测量比较适用。缺点：对光照条件和环境要求较高，同时对被测物体表面的平整度和反射性有一定要求。全场测量法（如全场数字图像相关法）：基本原理：通过拍摄被测物体表面的图像，利用数字图像相关技术进行比对分析，从而得出应变场的分布。优点：可以实现大范围的应变测量，适用于复杂形状的结构体测量。缺点：对摄像设备的要求较高，同时需要进行较复杂的数据处理。垂直位移的变形监测技术就是对建筑物进行垂直方向上的变形监测。广西全场非接触式测量

三维应变测量技术用于测量桥梁、建筑等结构在受力或变形时的应变状态，以评估其安全性和稳定性。浙江全场三维非接触应变测量系统

对于公路监测而言，通常存在目标占地面积大、监测环境较恶劣、复杂以及检测技术要求偏高情况，因此若在对公路变形监测上采用常规方式并不能够有效保障监测有效性，且劳动强度较大，需要监测人员花费大量时间去投入，在自动化方面处于欠缺状态。但若运用了光学非接触应变测量，由于这类技术在定位上精确度高，且不需要通视，能够全天不间断持续工作，因此在操作上能够很大节省劳动力并将监测提升到自动化程度。研究发现，在采用了GNSS实施水平位移观测时，能够有效发现公路变形在2厘米以内的位移矢量；即使在高程测量下也能够将精度控制在10厘米之内。浙江全场三维非接触应变测量系统