上海光学非接触式应变测量系统

电子散斑干涉技术特点：技术优势纳米级位移灵敏度全场实时测量能力对振动不敏感可测微小变形系统配置要点激光光源稳定性<0.5%防振光学平台相移装置精度λ/100温控环境建议±1℃典型应用场景微电子器件热变形MEMS器件测试薄膜残余应力分析微纳尺度力学行为，系统集成解决方案与力学测试设备联用原位加载系统同步控制多物理场数据融合实时应变反馈系统异构图谱数据关联特殊环境集成(1)高温环境：耐高温镜头保护热辐射校正算法蓝光照明方案(2)真空环境：光学窗口长距显微配置防污染设计(3)液体环境：防水观测窗折射率补偿悬浮粒子示踪。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。上海光学非接触式应变测量系统

   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优点是读数直观、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。扫描电镜数字图像相关变形测量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。

光学非接触应变测量是一种基于光学原理的高精度测量技术，通过非接触方式获取物体表面应变信息，适用于材料力学性能分析、工程结构监测等领域。一、基本原理‌数字图像相关技术（DIC）‌通过追踪物体表面散斑或纹理特征，对比变形前后的图像，计算全场三维位移和应变分布。双目立体视觉系统重建物体三维形貌，结合算法分析应变场‌23。技术特点：支持动态实时测量，应变分辨率可达5με，位移精度达0.01像素‌78。‌光学干涉法‌利用光波干涉原理，通过分析物体变形引起的光程差变化，获取表面应变信息‌1。典型应用包括激光散斑干涉和电子散斑干涉。二、关键技术优势‌非接触式测量‌：避免对被测物体产生干扰，适用于柔性、高温或易损材料‌16。‌全场测量‌：覆盖被测物体整体表面，提供连续的应变分布云图，优于传统单点测量‌13。‌高精度与动态能力‌：应变分辨率达微应变级别（20με~5με），支持高速动态载荷下的实时监测‌27。‌环境适应性‌：无需严格避震或特殊光源，可在实验室或户外复杂环境中使用‌

    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。 在航空航天领域，光学非接触测量可以用于测量飞机结构在飞行过程中的应变情况，确保飞机的安全性和可靠性。

采用三维光学测量技术，可以通过全场非接触式测量方式，测试关键部位变形和损伤的起始位置，并实时记录车桥结构表面的全场变形。能直观地看到测量区域内全部的位移应变数据色谱图，获取全场数百万个点的位移应变数据，而不是位移计或者应变片单有的几十个读数。基于车桥制造商客户的需求，三维技术工程师分别采用光学非接触全场应变测量系统、三维摄影测量系统，测试车桥在两端施加载荷的工况过程中，结构表面位移变化以及部件材料的应变变化。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。四川全场数字图像相关变形测量

光学非接触应变测量利用全息干涉术和激光散斑术，通过光的干涉和散斑图案分析物体表面应变。上海光学非接触式应变测量系统

    常用的结构或部件变形测量仪器有水平仪、经纬仪、锤球、钢卷尺、棉线、激光测位仪、红外测距仪、全站仪等。构件的变形形式有梁、屋架的挠曲、屋架的倾斜、柱的侧向等，应根据试验对象的不同选用不同的方法及仪器。在测量小跨、屋架挠度时，可以采用简易拉线法，或选用基准点采用水平仪测平。房屋框架的倾斜变位测量，一般是将吊锤从上弦固定到下弦处，测量其倾斜值，记录倾斜方向。可采用粘贴10mm左右厚、50-80mm宽的石膏饼粘贴牢固，以判断裂缝是否发展为宜，可采用粘贴石膏法。还可在裂缝的两边粘贴几对手持应变计，用手持应变计测量变形发展情况。 上海光学非接触式应变测量系统