光學(xué)應(yīng)變測量是一種用于研究物體在受力下的變形行為的技術(shù)。其分辨率,也就是能夠檢測到的較小應(yīng)變量,是評(píng)估測量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。這一指標(biāo)受到所使用的測量設(shè)備以及測量方法的影響。光學(xué)測量技術(shù)因其高靈敏度和高分辨率在應(yīng)變測量中備受青睞。特別是全場測量方法,如全息術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)法,可以全部捕捉被測物體表面的應(yīng)變分布,從而明顯提升了測量的分辨率。全息術(shù)是一種利用光的干涉原理記錄物體應(yīng)變信息的技術(shù),通過對(duì)干涉圖樣的解析,我們可以獲取物體表面的應(yīng)變分布情況。而數(shù)字圖像相關(guān)法則是通過對(duì)比物體在不同受力狀態(tài)下的圖像,利用圖像間的相關(guān)性來計(jì)算機(jī)械應(yīng)變分布。除了全場測量方法,局部測量方法也可以在特定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的應(yīng)變測量,從而進(jìn)一步提高了測量的分辨率。光纖光柵傳感器和激光干涉儀就是兩種典型的局部測量方法。光纖光柵傳感器利用光纖中的光柵參數(shù)變化來感知應(yīng)變,而激光干涉儀則是通過測量激光干涉光的相位變化來計(jì)算應(yīng)變??偟膩碚f,光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)的分辨率取決于測量設(shè)備的性能以及測量方法的選擇。全場測量方法和局部測量方法各有優(yōu)勢,可以根據(jù)實(shí)際需求選擇適合的方法來提高測量的分辨率。現(xiàn)代光學(xué)應(yīng)變測量設(shè)備利用高精度的光學(xué)元件和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),可以達(dá)到亞微米級(jí)的測量精度。北京三維全場非接觸式應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)
電阻應(yīng)變測量,常被稱作電測法,是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的常用方法之一,具有普遍的應(yīng)用范圍和強(qiáng)大的適應(yīng)性。該方法運(yùn)用電阻應(yīng)變計(jì)作為敏感元件,以應(yīng)變儀為測量工具,通過精確的測量步驟,確定受力構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變。在進(jìn)行電阻應(yīng)變測量時(shí),首先需將應(yīng)變計(jì)(也被稱作應(yīng)變片或電阻片)牢固地粘貼在待測構(gòu)件上。當(dāng)構(gòu)件受到外力作用產(chǎn)生變形時(shí),應(yīng)變計(jì)也會(huì)隨之變形,進(jìn)而導(dǎo)致電阻發(fā)生變化。為了捕捉這種微小的電阻變化,我們通常采用電橋電路。電橋電路由四個(gè)電阻組成,其中一個(gè)是應(yīng)變計(jì)。當(dāng)應(yīng)變計(jì)受到應(yīng)變時(shí),其電阻值會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致電橋失衡。通過調(diào)整電橋中的其他電阻,使電橋恢復(fù)平衡,我們可以測量到電橋中的電流或電壓變化。這種變化與應(yīng)變計(jì)的電阻變化成正比。為了提高測量的精度和靈敏度,我們通常會(huì)使用信號(hào)放大器對(duì)電流或電壓進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)經(jīng)過處理,可以轉(zhuǎn)換為構(gòu)件的應(yīng)變值,并通過顯示器呈現(xiàn)出來。電阻應(yīng)變測量方法具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先,它可以應(yīng)用于各種不同材料和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,包括金屬、塑料、混凝土等。其次,它可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測量,避免對(duì)待測構(gòu)件造成破壞或干擾。因此,電阻應(yīng)變測量方法在工程實(shí)踐中具有普遍的應(yīng)用前景。全場三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)應(yīng)變測量裝置光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)避免了接觸式測量誤差,實(shí)時(shí)監(jiān)測物體應(yīng)變。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù),是一種獨(dú)特的方法,無需直接觸碰被測物體,就能通過光學(xué)設(shè)備捕捉其表面的應(yīng)變信息。在眾多技術(shù)中,激光散斑術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)術(shù)尤為突出。激光散斑術(shù),就像一種神奇的藝術(shù)。當(dāng)激光光束灑落在物體表面,它會(huì)繪制出一幅獨(dú)特的散斑圖案。每一個(gè)斑點(diǎn)、每一條光線,都承載著物體表面的應(yīng)變信息。就如同解讀一種神秘的語言,我們通過細(xì)致分析這些散斑圖案,能夠精確得知物體表面的應(yīng)變情況。因此,激光散斑術(shù)被普遍應(yīng)用于材料研究、結(jié)構(gòu)分析以及工程測試等領(lǐng)域,為科學(xué)家和工程師們提供了一種高精度、高靈敏度的測量工具。而數(shù)字圖像相關(guān)術(shù),則是一種強(qiáng)大的圖像處理技術(shù)。它利用先進(jìn)的圖像處理算法,對(duì)物體表面的圖像進(jìn)行深度解析,從而揭示出隱藏在圖像之下的應(yīng)變信息。這種方法同樣具有高精度和非接觸的優(yōu)點(diǎn),使得它在材料研究、結(jié)構(gòu)分析和工程測試等領(lǐng)域也有著普遍的應(yīng)用。通過對(duì)圖像進(jìn)行深度的相關(guān)分析,我們能夠清晰地了解到物體表面的應(yīng)變分布情況,進(jìn)而對(duì)物體的力學(xué)性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。總的來說,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù),尤其是激光散斑術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)術(shù),為我們提供了一種全新的視角和工具來探索和理解物體的應(yīng)變行為。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測量是一項(xiàng)基于光學(xué)理論的先進(jìn)技術(shù),用于檢測物體表面的應(yīng)變分布。與傳統(tǒng)的接觸式應(yīng)變測量方法相比,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量具有無損、高精度和高靈敏度等諸多優(yōu)勢,因此在材料科學(xué)和工程結(jié)構(gòu)分析等領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用。該技術(shù)基于光的干涉原理。當(dāng)光線與物體表面相互作用時(shí),會(huì)發(fā)生折射、反射和散射等光學(xué)現(xiàn)象,這些現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致光線的相位發(fā)生變化。物體表面的應(yīng)變會(huì)引起光線的相位差異,通過測量這種相位差異,我們可以間接獲取物體表面的應(yīng)變信息。在實(shí)施光學(xué)非接觸應(yīng)變測量時(shí),通常使用干涉儀來測量光線的相位差異。干涉儀的主要組成部分包括光源、分束器、參考光路和待測光路。光源發(fā)出的光線經(jīng)過分束器被分為兩束,其中一束作為參考光線通過參考光路,另一束作為待測光線通過待測光路。在待測光路中,光線與物體表面相互作用并發(fā)生相位變化,這是由物體表面的應(yīng)變引起的。當(dāng)待測光線與參考光線再次相遇時(shí),它們會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致光線的強(qiáng)度發(fā)生變化,通過測量光線強(qiáng)度的變化,我們可以確定光線的相位差異。光學(xué)應(yīng)變測量在工程領(lǐng)域中普遍應(yīng)用,如材料研究、結(jié)構(gòu)安全評(píng)估和機(jī)械性能測試等。
光學(xué)應(yīng)變測量在復(fù)合材料中的應(yīng)用復(fù)合材料,由多種不同材料組合而成,擁有出色的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。而為了深入了解這些材料的力學(xué)性質(zhì)、變形模式以及界面行為,光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)為我們提供了一個(gè)獨(dú)特的視角。在眾多光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)中,光纖光柵傳感器受到了普遍關(guān)注。這種傳感器能夠精確地捕捉復(fù)合材料中的應(yīng)變分布,并通過測量光的頻移來解析應(yīng)變數(shù)據(jù)。非接觸、高精度和實(shí)時(shí)反饋使其成為復(fù)合材料研究的得力工具。利用這一技術(shù),研究者們能夠揭示復(fù)合材料在受力過程中的變形機(jī)制。應(yīng)變分布圖為我們展示了材料內(nèi)部的應(yīng)力狀況,進(jìn)而對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。不只如此,光學(xué)應(yīng)變測量還能夠深入探索復(fù)合材料的界面現(xiàn)象。界面是復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素,對(duì)其應(yīng)變行為的監(jiān)測能夠反映界面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,為材料優(yōu)化提供重要依據(jù)。值得一提的是,除了復(fù)合材料,光學(xué)應(yīng)變測量同樣適用于金屬、塑料、陶瓷等多種材料。其普遍的應(yīng)用前景和無可比擬的優(yōu)勢,預(yù)示著它將在材料科學(xué)研究中發(fā)揮越來越重要的作用。通過光學(xué)方法,無需接觸變壓器繞組即可精確測量其微小變形,為預(yù)防性維護(hù)提供了重要依據(jù)。湖北VIC-3D數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變系統(tǒng)
通過光學(xué)方法,可以遠(yuǎn)程、非接觸地獲取建筑物的微小變形信息,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。北京三維全場非接觸式應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)
光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)是一種獨(dú)特的方法,它運(yùn)用光學(xué)理論來捕捉物體表面的應(yīng)變情況。其中,全息干涉法被普遍運(yùn)用,這一方法充分運(yùn)用了激光的相干性和干涉效應(yīng),從而將物體表面的應(yīng)變數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光的干涉模式。全息干涉法的實(shí)施步驟如下:首先,在物體表面涂上一層光敏材料,例如光致折射率變化材料,這種材料具有獨(dú)特的光學(xué)特性,即在光照射下其折射率會(huì)發(fā)生變化。然后,利用激光器發(fā)射出相干光,照射在物體表面。當(dāng)光線接觸物體表面時(shí),會(huì)發(fā)生折射、反射等現(xiàn)象,導(dǎo)致光的相位發(fā)生變化。這些相位變化被光敏材料記錄。隨著光的照射,光敏材料中的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而改變其折射率,導(dǎo)致光的相位發(fā)生變化。之后,使用參考光束與經(jīng)過物體表面的光束進(jìn)行干涉。參考光束是從激光器中分出來的一束光,其相位保持不變。干涉產(chǎn)生的光強(qiáng)分布會(huì)被記錄下來,形成一個(gè)干涉圖樣。分析干涉圖樣的變化,就能得到物體表面的應(yīng)變信息。全息干涉法是一種非接觸測量方法,無需直接接觸物體表面,因此可以避免對(duì)物體造成損傷。同時(shí),由于充分利用了激光的相干性,全息干涉法具有較高的測量精度和靈敏度。這使得全息干涉法在科研和工程領(lǐng)域中具有普遍的應(yīng)用前景。北京三維全場非接觸式應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)