專利名稱：基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法及應(yīng)變計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變測(cè)量方法及傳感器，尤其是一種利用數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的 基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法及應(yīng)變計(jì)。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，應(yīng)變測(cè)量大多采用電阻應(yīng)變計(jì)、光纖應(yīng)變計(jì)、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)或機(jī)械 引伸計(jì)等接觸式的傳感方式。這些測(cè)量方式不僅給被測(cè)試樣以附加質(zhì)量，而且其中有些 由于粘接劑的使用在一定程度上也對(duì)試樣起到了增強(qiáng)作用，使得這些測(cè)量方式在越來(lái)越 多的生物材料、薄膜材料等試樣的測(cè)量方面不能被接受。而目前已商品化的視頻光學(xué)引 伸計(jì)，雖然利用視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了非接觸測(cè)量，但其所能達(dá)到的應(yīng)變分辨率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿 足測(cè)量的需要。其絕對(duì)變形的分辨力一般都在微米量級(jí)，相對(duì)變形的分辨率最高也只能 達(dá)到視場(chǎng)的 1/100000，S卩 10 個(gè)微應(yīng)變(Instron 公司的 AdvancedVideo Extensometer)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法及應(yīng)變計(jì)，其具有 分辨率高和操作方便的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法，步驟1制備一應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)包括1個(gè)公共鏡頭、與鏡頭相連的焦距調(diào)節(jié) 裝置及光圈調(diào)節(jié)裝置，在成像平面上設(shè)置至少2個(gè)圖像傳感器；步驟2將應(yīng)變計(jì)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)樣品，調(diào)節(jié)焦距和光圈，使至少2個(gè)圖像傳感器能夠 感知到樣品上的兩個(gè)區(qū)域；步驟3分別在上述兩個(gè)區(qū)域的圖像上確定兩個(gè)圖像子區(qū)域，圖像子區(qū)域的中心 坐標(biāo)分別為P(X1, Y1)和Q(X2，Y2)；步驟4使樣品發(fā)生變形，記錄步驟2中所述樣品上的兩個(gè)區(qū)域在樣品變形后對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)新區(qū)域的圖像；步驟5用數(shù)字圖像相關(guān)分析技術(shù)分別在兩個(gè)新區(qū)域圖像中尋找步驟3中兩 圖像子區(qū)域的新位置，并確定所對(duì)應(yīng)的新的中心坐標(biāo)P' (XI+Δ X1,
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法，其特征在于，步驟1制備一應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)包括1個(gè)公共鏡頭(1)、與鏡頭(1)相連的焦距 調(diào)節(jié)裝置(2)及光圈調(diào)節(jié)裝置(3)，在成像平面上設(shè)置至少2個(gè)圖像傳感器(5)；步驟2將應(yīng)變計(jì)的鏡頭(1)對(duì)準(zhǔn)樣品，調(diào)節(jié)焦距和光圈，使至少2個(gè)圖像傳感器(5) 能夠感知到樣品上的兩個(gè)區(qū)域；步驟3分別在上述兩個(gè)區(qū)域的圖像上確定兩個(gè)圖像子區(qū)域，圖像子區(qū)域的中心坐標(biāo) 分別為 P (X1, Y1)和 Q(X2，Y2)；步驟4使樣品發(fā)生變形，記錄步驟2中所述樣品上的兩個(gè)區(qū)域在樣品變形后對(duì)應(yīng)的兩 個(gè)新區(qū)域的圖像；步驟5用數(shù)字圖像相關(guān)分析技術(shù)分別在兩個(gè)新區(qū)域圖像中尋找步驟3中兩圖像子區(qū) 域的新位置，并確定所對(duì)應(yīng)的新的中心坐標(biāo)P' (X^AX1, Y^AY1)和Q' (X2+Δ X2, Y2+Δ Y2)；步驟6計(jì)算P (X1, Y1)和Q(X2，Y2)之間的線應(yīng)變?chǔ)牛?br> 2.一種用于權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法的應(yīng)變計(jì)， 其特征在于，包括1個(gè)公用的鏡頭(1)、與鏡頭(1)相連的焦距調(diào)節(jié)裝置(2)及光圈調(diào) 節(jié)裝置(3)，在成像平面上設(shè)有至少2個(gè)圖像傳感器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)變計(jì)，其特征在于，在成像平面上設(shè)有3個(gè)圖像傳感器 (5)，且每2個(gè)的連線相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)變計(jì)，其特征在于，在成像平面上設(shè)有4個(gè)圖像傳感器 (5)，且4個(gè)圖像傳感器按照2X2陣列分布。
全文摘要
基于數(shù)字圖像的非接觸式光學(xué)應(yīng)變測(cè)量方法，制備一應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)包括公共鏡頭、焦距及光圈調(diào)節(jié)裝置，在成像平面上設(shè)至少2個(gè)圖像傳感器；對(duì)準(zhǔn)樣品，使至少2個(gè)圖像傳感器能夠感知到樣品上的兩個(gè)區(qū)域；分別確定兩個(gè)圖像子區(qū)域，其中心坐標(biāo)分別為P(X1，Y1)和Q(X2，Y2)；記錄品上的兩個(gè)區(qū)域在樣品變形后對(duì)應(yīng)的兩個(gè)新區(qū)域的圖像；分別在兩個(gè)新區(qū)域圖像中尋找中兩圖像子區(qū)域的新位置，并確定新坐標(biāo)P′(X1+△X1，Y1+△Y1)和Q′(X2+△X2，Y2+△Y2)；計(jì)算線應(yīng)變?chǔ)?，X方向、Y方向的距離。應(yīng)變計(jì)，包括1個(gè)公用的鏡頭、與鏡頭相連的焦距調(diào)節(jié)裝置及光圈調(diào)節(jié)裝置，在成像平面上設(shè)有至少2個(gè)圖像傳感器。
文檔編號(hào)G01B11/16GK102012215SQ20101053332
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者何小元 申請(qǐng)人:東南大學(xué)