安徽高速光学数字图像相关应变与运动测量系统

    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。它能够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。 传统的测量方法受限于透明材料表面反射和透射影响，而光学非接触测量技术能有效解决问题，实现高精度测量。安徽高速光学数字图像相关应变与运动测量系统

    机械式应变测量方法：机械式应变测量已经有很长的历史，其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突出的特点是读数直观、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。 西安VIC-2D非接触式应变测量振弦式应变测量传感器具有较强的抗干扰能力。

    随着我国航空航天事业飞速发展，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优点，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，结合微观组织表征和时域分析，揭示内在物理机制，为抑制材料PLC效应提供理论基础。

与光学应变测量相比，光学干涉测量在方法上有着本质的不同。它是一种直接测量物体表面形变的技术，主要利用光的干涉现象来实现。在光学干涉测量中，一束光源被分为两束，分别沿不同路径传播，并在某一点重新汇合。当物体表面发生形变时，这两束光的相位关系会发生相应的变化。通过精确测量这种相位变化，我们可以获取物体表面的形变信息。总的来说，光学应变测量和光学干涉测量虽然都是光学测量的重要分支，但在工作原理和应用范围上具有明显的区别。光学应变测量通过间接方式推断物体内部的应力状态，而光学干涉测量则直接测量物体表面的形变。电阻应变测量(电测法)是实验应力分析中使用较广和适应性比较强的方法之一。

    振弦式应变测量传感器的研究起源于20世纪30年代，其工作原理如下：钢弦在一定的张力作用下具有固定的自振频率，当张力发生变化时其自振频率也会随之发生改变。当结构产生应变时，安装在其上的振弦式传感器内的钢弦张力发生变化，导致其自振频率发生变化。通过测试钢弦振动频率的变化值，能够计算得出测点的应力变化值。振弦式应变测量传感器的突出特点是具有较强的抗干扰能力，在进行远距离输送时信号失真非常小，测量值不受导线电阻变化以及温度变化的影响，传感器结构相对简单、制作与安装过程比较方便。 在工业制造中，光学非接触应变测量技术可用于汽车、航空、造船等领域的结构安全测试和质量检测。福建全场数字图像相关测量系统

光学应变测量快速实时，适用于动态应变分析和实时监测。安徽高速光学数字图像相关应变与运动测量系统

数字图像相关法（DIC）：原理：通过比较物体变形前后两幅或多幅数字图像中特征点的位移变化，来计算物体的应变场。优点：全场测量、精度高、易于实现。应用：广泛应用于材料测试、结构监测等领域。电子散斑干涉术（ESPI）：原理：通过将激光照射到物体表面，并利用CCD相机记录物体表面散射的光波干涉条纹，来测量物体表面的微小变形。特点：高灵敏度、高分辨率。激光干涉仪法：原理：利用激光干涉原理测量物体表面的位移变化，进而推导出应变。应用：适用于高精度测量和动态应变测量。安徽高速光学数字图像相关应变与运动测量系统