上海高速光学非接触式测量

    在材料科学的研究中，三维应变测量技术已成为一个不可或缺的工具。其独特之处在于，它运用了一个可移动的非接触式测量头，这使得该技术能在各种测量环境下灵活应用，无论是静态、动态、高速还是高温环境，都不在话下。更值得一提的是，它能详尽无遗地探测材料的复杂属性。与传统的应变计测量方法相比，三维应变测量技术所获取的数据信息更为丰富和详尽，这为数字仿真提供了更为细致入微的对比和评估材料。特别是在弹性塑性材料等特殊领域里，它的表现尤为出色。光学三维测量技术则是集光、电、计算机等技术之大成者，具有非接触性、无破坏性、高精度和高分辨率以及快速测量的特点。它运用光学传感器和相机等设备，能够实时捕获材料表面的形变信息，并将这些信息转化为数字化的三维应变数据。在材料的力学实验中，三维应变测量技术同样能大显身手。无论是杯突实验、抗拉实验、拉弯实验还是剪切实验，它都能轻松应对。通过对材料在不同加载条件下的应变分布进行测量，科学家们能更深入地了解材料的力学性能和变形行为。这些数据对于材料的设计和优化具有无可估量的价值。 光栅片法：将光栅片粘贴在物体表面，通过测量光栅片上干涉条纹的变化来计算物体表面的运动或形变信息。上海高速光学非接触式测量

    光学应变测量技术，一种高效且无损的非接触式测量方法，被普遍应用于多个领域以获取物体的应变分布信息。其工作原理基于光学干涉现象，通过精确测量物体表面的光学路径差，实现对物体应变状态的准确捕捉。在物体受到外力作用时，其表面会产生微小的形变，导致光的传播路径发生改变，进而形成干涉图案。光学应变测量技术正是通过精密捕捉并分析这些干涉图案的变化，从而得出物体表面的应变分布情况。这种测量方法的优点明显，它不只可以实现无损测量，避免了对被测物体的任何损伤，而且具有极高的测量精度和灵敏度。这使得光学应变测量技术能够实时、准确地监测物体的应变状态，为深入研究材料的力学性质和结构变化提供了重要的技术手段。在结构工程领域，光学应变测量技术可用于实时监测建筑物、桥梁等大型结构的应变分布，帮助工程师及时发现潜在的安全隐患，确保结构的安全性能。在生物医学领域，这项技术可用于精确测量人体组织的应变分布，为生物力学特性的研究和疾病诊断提供有力的支持。 重庆全场三维数字图像相关变形测量在材料科学领域，光学非接触应变测量技术可用于研究材料的力学性能和变形行为。

    典型系统介绍——PMLABDIC-3D非接触式三维应变光学测量系统：该系统由中国科学技术大学与东南大学共同开发，采用非接触式光学测量方法，可准确测量物体的空间三维坐标以及位移和应变等数据。该系统利用数字图像处理基本原理，通过数字镜头采集图像，拍摄试件变形前后表面形貌特征，识别被测物体表面结构，然后通过三维重建以及数字图像相关性运算得出图像各像素的对应坐标。上海VIC-Gauge3D视频引伸计测量装置：该装置也是一种光学非接触应变测量设备，广泛应用于高温环境下的应变测量。通过比对已知应变的标准样品，实现对设备的准确校准，具有非接触、实时监测等优点。

    随着我国航空航天事业的飞速发展，新型飞行器的飞行速度越来越快，随之带来的是对其热防护结构的更高要求，由此热结构材料的高温力学性能成为热防护系统与飞行器结构设计的重要依据。数字图像相关法（DIC）是近年来新兴的一种非接触式变形测量方法，相较于传统的变形测量方法，它具有适用范围广、环境适应性强、操作简单和测量精度高的特点，尤其是在高温实验的测量中具有独特的优势。数字图像相关法（DIC）作为一种可视化全场测量手段，可重点关注局域变形带空间特征，结合微观表征和时域分析，揭示内在物理机制，为克制材料PLC效应提供理论基础。 光学非接触测量由于不需要与被测物体直接接触，因此避免了传统接触式测量方法可能带来的误差和损伤。

    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。 数字图像相关技术具有光路简单、环境适应性好、测量范围广以及自动化程度高等诸多优点。贵州全场三维非接触应变测量系统

对于微小的应变变化，光学非接触应变测量技术也能够进行准确测量。上海高速光学非接触式测量

    金属应变计是一种用于测量物体应变的装置，其实际应变计因子可以从传感器制造商或相关文档中获取，通常约为2。由于应变测量通常很小，只有几个毫应变（10⁻³），因此需要精确测量电阻的微小变化。例如，当测试样本的实际应变为500毫应变时，应变计因子为2的应变计可以检测到电阻变化为2(50010⁻⁶)=。对于120Ω的应变计，变化值只为Ω。为了测量如此小的电阻变化，应变计采用基于惠斯通电桥的配置概念。惠斯通电桥由四个相互连接的电阻臂和激励电压VEX组成。当应变计与被测物体一起安装在电桥的一个臂上时，应变计的电阻值会随着应变的变化而发生微小的变化。这个微小的变化会导致电桥的电压输出发生变化，从而可以通过测量输出电压的变化来计算应变的大小。除了传统的应变测量方法外，光学非接触应变测量技术也越来越受到关注。这种技术利用光学原理来测量材料的应变，具有非接触、高精度和高灵敏度等优点。它通常使用光纤光栅传感器或激光干涉仪等设备来测量材料表面的位移或形变，从而间接计算出应变的大小。这种新兴的测量技术为应变测量带来了新的可能性，并在许多领域中得到了普遍应用。 上海高速光学非接触式测量