浙江全场数字图像相关技术应变与运动测量系统

    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。 光学非接触应变测量技术可用于监测皮肤在受到外力作用下的变形情况，为皮肤疾病的诊断等提供辅助手段。浙江全场数字图像相关技术应变与运动测量系统

随着光电子技术、传感器技术和图像处理技术的不断进步，光学非接触应变测量的精度和灵敏度将不断提高，应用范围也将更加广。未来，它将在新材料、新结构的不断涌现中发挥更大的作用，为工程结构的安全可靠运行提供有力保障。非接触性：避免了传统接触式测量方法可能引入的误差和损伤，适用于柔软或精细样品的测量。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。高灵敏度：对物体的微小变形具有高度的敏感性，适用于动态测量和实时监测。全场测量：可以测量物体的全场应变分布，提供应变信息。浙江全场数字图像相关技术应变与运动测量系统数字图像相关技术（Digital Image Correlation，DIC）是一种非接触式现代光学测量实验技术。

    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。

    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。 光学非接触应变测量技术还可用于测量透明材料的厚度和位置，如玻璃、塑料等。

   使用多波长或多角度测量技术：利用多波长或多角度的光学测量技术，可以获取更多关于材料表面和结构的信息，从而更准确地测量应变。这种技术可以揭示材料内部的应变分布和层间应变差异。结合其他测量技术：将光学非接触应变测量技术与其他测量技术（如机械传感器、电子显微镜等）相结合，可以相互补充，提高测量的准确性和可靠性。例如，可以使用机械传感器来校准光学测量系统，或使用电子显微镜来观察材料微观结构的变化。进行环境控制：在测量过程中控制环境因素，如保持恒定的温度、湿度和光照条件，以减少其对测量结果的影响。此外，可以使用温度补偿算法来纠正温度引起的测量误差。数字图像相关法：记录物体表面在受力或变形过程中的影像序列，通过分析位移或形变信息来计算物体的应变值。江西VIC-3D非接触应变测量装置

三维应变测量技术通过测量物体表面上的位移或形变信息，可以推断出物体在空间中各个方向上的应变状态。浙江全场数字图像相关技术应变与运动测量系统

    光学非接触应变测量技术是一种通过光学原理来测量物体表面应变的方法。它可以实时、精确地测量材料的应变分布，无需直接接触被测物体，避免了传统接触式应变测量中可能引入的干扰和破坏。该技术的原理主要基于光学干涉原理和光栅衍射原理。通过使用激光光源照射在被测物体表面，光线会发生干涉或衍射现象。当被测物体受到应变时，其表面形状和光程会发生变化，从而导致干涉或衍射图样的变化。通过分析这些变化，可以推导出被测物体表面的应变分布情况。光学非接触应变测量技术在工程领域有广泛的应用。它可以用于材料力学性能的研究、结构变形的监测、应力分布的分析等。例如，在航空航天领域，可以利用该技术来评估飞机机翼的应变分布情况，以确保其结构的安全性和可靠性。在材料科学研究中，该技术可以用于研究材料的力学性能和变形行为，为材料设计和优化提供重要的参考。总之，光学非接触应变测量技术通过光学原理实现对物体表面应变的测量，具有非接触、实时、精确等特点。浙江全场数字图像相关技术应变与运动测量系统