光学应变测量是一种用于研究物体在受力下的变形行为的技术。其分辨率,也就是能够检测到的较小应变量,是评估测量系统性能的重要指标。这一指标受到所使用的测量设备以及测量方法的影响。光学测量技术因其高灵敏度和高分辨率在应变测量中备受青睐。特别是全场测量方法,如全息术和数字图像相关法,可以全部捕捉被测物体表面的应变分布,从而明显提升了测量的分辨率。全息术是一种利用光的干涉原理记录物体应变信息的技术,通过对干涉图样的解析,我们可以获取物体表面的应变分布情况。而数字图像相关法则是通过对比物体在不同受力状态下的图像,利用图像间的相关性来计算机械应变分布。除了全场测量方法,局部测量方法也可以在特定区域内实现高精度的应变测量,从而进一步提高了测量的分辨率。光纤光栅传感器和激光干涉仪就是两种典型的局部测量方法。光纤光栅传感器利用光纤中的光栅参数变化来感知应变,而激光干涉仪则是通过测量激光干涉光的相位变化来计算应变。总的来说,光学应变测量技术的分辨率取决于测量设备的性能以及测量方法的选择。全场测量方法和局部测量方法各有优势,可以根据实际需求选择适合的方法来提高测量的分辨率。光学非接触应变测量应用于新材料的研究和开发。广东VIC-3D数字图像相关应变系统

ESPI:动态全场测量的先锋ESPI利用激光散斑的随机性作为信息载体,通过双曝光或时间序列干涉图处理,提取变形引起的相位变化。其独特优势在于无需制备光栅或标记点,适用于粗糙表面与动态过程测量。在航空航天领域,ESPI已用于检测飞机蒙皮在气动载荷下的振动模态与疲劳裂纹萌生。云纹干涉术:高灵敏度与高空间分辨率的平衡云纹干涉术通过交叉光栅衍射产生高频云纹条纹,其灵敏度可达亚微米级,空间分辨率优于10线对/毫米。该技术特别适用于金属材料塑性变形、复合材料界面脱粘等微区应变分析。例如,在碳纤维复合材料层压板测试中,云纹干涉术可清晰捕捉层间剪切应变集中现象,为结构优化提供数据支撑。西安三维全场数字图像相关技术总代理称重单元内的应变测量通常更方便且经济效率高。

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。
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,光学非接触应变测量具有适用范围广、环境适应性强、操作简单和测量精度高的优点,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,结合微观组织表征和时域分析,揭示内在物理机制,为抑制材料PLC效应提供理论基础。通过光学非接触应变测量的数据处理与分析,可以评估和优化物体的结构设计和材料性能。

金属应变计的应变计因子通常约为2,通过传感器厂商或相关文档可获取应变计的实际应变计因子。实际上,应变测量的量很少大于几个毫应变(ex10⁻³)。因此,光学非接触应变测量时必需精确测量电阻极微小变化。例如,假设测试样本的实际应变为500me,应变计因子为2的应变计可检测的电阻变化为2(500x10⁻⁶)=0.1%。对于120Ω的应变计,变化值单为0.12Ω。为测量如此小的电阻变化,应变计配置基于惠斯通电桥的概念。常见的惠斯通电桥由四个相互连接的电阻臂和激励电压VEX组成。光学非接触应变测量利用光学原理和方法,在不与被测物体直接接触的情况下,测量物体的应变情况。江西VIC-2D数字图像相关应变系统
光学非接触应变测量适用于测量材料拉伸大变形测量。广东VIC-3D数字图像相关应变系统
光学非接触应变测量技术是一种科技前沿的物体应变测量方式。在这项技术中,光纤光栅传感器与激光多普勒测振法被普遍使用。首先,光纤光栅传感器,其工作原理基于光纤光栅原理。在光纤内精心刻制光栅结构,这些结构会对通过的光信号进行散射与反射,通过这种方式,可以测量出物体的应变。一旦物体受到任何应变,光纤中的光栅结构会产生细微的形变,这会进一步改变光信号的散射和反射特性。只需通过精密测量这些光信号的变化,我们就能准确地掌握物体的应变状况。光纤光栅传感器的优点在于其高灵敏度、高精度以及能进行远程测量,尤其在测量复杂结构和难以接触的物体应变时表现出色。广东VIC-3D数字图像相关应变系统