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。 在汽车工程领域，光学非接触测量可以用于测量汽车零部件在受力情况下的应变分布，优化汽车设计。光学数字图像相关应变与运动测量系统

光学非接触应变测量是一种通过光学测量技术实现的应变测量方法，光学非接触应变测量利用光与物质相互作用时产生的光学现象（如光的反射、折射、干涉、衍射等）来间接地测量物体的变形。通过分析物体变形前后光学信号的变化，可以推导出物体的应变状态。利用全息原理记录物体的三维信息，通过比较变形前后的全息图，可以计算出物体的应变场。通过激光照射物体表面并测量反射光的振动情况，可以计算出物体的微小变形和应变。基于图像处理技术，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。DIC具有全场测量、精度高、易于实现等优点。上海全场数字图像相关变形测量数字图像相关法（DIC）：通过捕捉物体表面的图像，并利用图像处理算法计算物体表面的位移和应变情况。

    应用领域光学非接触应变测量在材料科学、工程领域以及其他许多应用中具有广泛的应用前景。以下是一些主要的应用领域：材料性能测试：用于测试各种材料的力学性能，如拉伸、压缩、弯曲等过程中的应变变化。工程结构监测：在桥梁、建筑、飞机等工程结构的监测中，用于实时检测结构的应变状态，评估结构的安全性和稳定性。生物医学：在生物医学领域，用于测量生物组织的应变变化，如血管、心脏等的应变状态。高温环境测量：在高温环境下，传统的接触式应变测量方法往往无法满足需求，而光学非接触应变测量可以克服这一难题，实现高温环境下的应变测量。

    在海上测控过程中，测量船需要综合考虑船舶航行、颠簸摇晃、船体变形等多种因素的影响，而惯导设备是校准各项误差、影响比较终测控精度的重要设备之一。在鉴定任务期间，测控系统船姿船位组承担主要任务，气象预报、网信、常规保障设备等多系统相互配合，平台惯导、捷联惯导（含卫星导航）、光电经纬仪、变形测量系统等多套设备共同参与，各岗位操作娴熟、各系统配合默契、各设备运行稳定，在连续奋战8个昼夜后，圆满完成对新增惯导的外场检测、实际应用考核、精度鉴定和性能检验。 三维应变测量技术常用的光学方法有光栅片法、激光干涉仪法和数字图像相关法（DIC）等。

    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。 光学应变测量利用光栅投影和图像处理技术，通过测量物体表面的形变来推断内部应力分布。江苏VIC-3D数字图像相关技术应变测量

光学非接触应变测量具有高精度、高灵敏度且无损被测物体的优点，可实时监测物体的应变状态。光学数字图像相关应变与运动测量系统

    钢材性能检测中的应变测量技术，对于识别裂纹、孔洞以及夹渣等问题具有关键意义。这些缺陷都会对钢材的强度和韧性造成不良影响。特别是裂纹，它的存在和扩展可以通过应变计等设备进行精确检测，从而为评估钢材的可靠性和预计使用寿命提供重要依据。另一方面，钢材中的孔洞，无论是空洞还是气泡，都会对材料的强度和承载能力产生负面影响。应变测量技术能够通过捕捉孔洞周围的应变变化，为我们提供关于孔洞大小和分布情况的详细信息，进而帮助我们判断钢材的质量和可用性。此外，夹渣作为钢材中的杂质或残留物，也是影响钢材力学性能和耐腐蚀性的重要因素。通过应变测量技术，我们能够检测到夹渣周围的应变变化，从而评估夹渣的分布情况和影响程度，为钢材的质量和可靠性提供有力判断依据。焊缝的检测也是钢材评估的重要环节，主要涉及到夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透以及焊脚尺寸不足等问题。这些缺陷都会严重影响焊缝的强度和密封性，进而影响钢材的整体性能。应变测量技术在这里同样发挥重要作用，通过对焊缝周围应变变化的精确测量，我们可以有效识别和评估这些缺陷，确保钢材的质量和安全性。 光学数字图像相关应变与运动测量系统