全场三维非接触式测量

    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。 光学技术的进步将提升该测量的精度和应用范围，实现多维度、高精度的应变测量。全场三维非接触式测量

    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。 安徽高速光学数字图像相关技术应变系统光学非接触应变测量技术具有明显的技术优势和应用前景，是应变测量领域的重要发展方向之一。

    在应变测量时，根据所使用的应变片的数量和测量目的，可以使用各种连接方法。在四分之一桥方法中，较多使用3线式连接来消除温度变化对导线电阻的影响。但是，导线电阻相关的灵敏系数修正以及连接部分的接触电阻变化等会产生测量误差。因此，开发出了的独特的1计4线应变测量法，省去了根据导线电阻校正灵敏系数的需要，消除了由接触电阻引起的测量误差。在温度恒定的条件，即使被测构件未承受应力，应变计的指示应变也会随着时间的增加而逐渐变化，即零点漂移（零漂）。

    安装应变计需要花费大量时间和资源，而不同电桥配置之间差别也很大。粘贴式应变计数量、电线数量以及安装位置都会影响到安装所需的工作量。一些电桥配置甚至要求应变计安装在结构的反面，这种要求难度很大，甚至无法实现。1/4桥类型I单需安装一个应变计和2根或3根电线，因而是比较简单的配置类型。应变测量十分复杂，多种因素会影响测量效果。因此，要得到可靠的测量结果，就需要恰当地选择和使用电桥、信号调理、连线以及DAQ组件。例如，没有应变时，应变计应用引起的电阻容差和应变会生成一定量的初始偏置电压。同样，长导线会增加电桥臂的电阻，从而增加了偏置误差并且使电桥输出敏感性降低。 光栅片法：将光栅片粘贴在物体表面，通过测量光栅片上干涉条纹的变化来计算物体表面的运动或形变信息。

    在现今这个安全至上的社会，应变测量的重要性日益凸显。应变，这一物理量，精妙地揭示了物体在外部力量和复杂温度场影响下的局部形变程度。为机械构造和强度分析提供了有力工具，也为确保机械设备的平稳运行提供了关键方法。无论是在翱翔天际的航空领域，还是在庞大工程机械、通用机械以及道路交通等领域，应变测量都发挥着不可或缺的作用。应变测量的方法千姿百态，每一种方法都配备了专门的传感器。在众多传感器中，电阻应变片凭借其高灵敏度、快速响应、低成本、便捷安装、轻巧以及小标距等特性，成为应用普遍的宠儿。然而，随着科技的进步，一种名为光学非接触应变测量的新兴技术正在悄然崭露头角。光学非接触应变测量，这一前沿技术，巧妙运用光学原理，对被测物体进行无接触的应变测量。它不只避免了传统方法中可能引发的干扰和损伤，还提高了测量的准确度和效率。在这一技术中，光纤布拉格光栅传感器扮演着中心角色。这种传感器基于光纤中的布拉格光栅原理，通过准确测量光纤中的光频移，从而准确计算出应变的大小。 DIC方法具有全场测量、高灵敏度、高精度等优点，特别适用于复杂结构和生物力学测试等领域。北京三维全场数字图像相关测量系统

光学应变测量技术全场测量，提供全部准确应变数据。全场三维非接触式测量

    建筑变形测量的基准点应设置在变形影响植围以外且位置稳定易于长期保存的地方，宜避开高压线。基准点应埋设标石或标志，且应在埋设达到稳定后方可开始进行变形测量。稳定期应根据观测要求与地质条件确定，不宜少于7d。基准点应每期检测、定期复测，并应符合下列规定：基准点复测周期应视其所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1-2月复测1次，施工结束后宜每季度或每半年复测1次。当某期检测发现基准点有可能变动时，应立即进行复测。 全场三维非接触式测量