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高低溫惡劣條件下的應(yīng)變應(yīng)力測量在許多科技及工業(yè)部門有著日益廣泛的應(yīng)用和重要意義，特別是科研院校、化工和動力工程中很多機械、設(shè)備處于高溫或低溫下工作；除了解決材料本身的高低溫強度問題外，還迫切需要進行模型或材料在熱（冷）態(tài)工況下的應(yīng)力應(yīng)變測量，特別是在高溫環(huán)境中測量條件較惡劣；因此與常溫條件下電阻應(yīng)變測量比較有一定的難度。

一、采用高溫/低溫應(yīng)變片進行測量

高溫或低溫條件下的應(yīng)變測量現(xiàn)在已經(jīng)有適用于－270～800℃的各種類型的電阻應(yīng)變計和粘結(jié)劑；進行短時間的動態(tài)應(yīng)變測量時，環(huán)境溫度可高達1000℃；在高溫或低溫條件下應(yīng)變計的熱輸出常常超過所測的應(yīng)變故必須采取有效的補償方法；但由于這種熱輸出的分散性大和重復(fù)性差不能做到補償；另外粘結(jié)劑的蠕變、絕緣電阻的變化和敏感柵的氧化等，也會引起應(yīng)變讀數(shù)的變化，加上靈敏系數(shù)隨溫度改變及其測量的誤差，都會影響應(yīng)變測量的準確性；因此用電阻應(yīng)變計測量高溫或低溫條件下的應(yīng)變時其精度比常溫條件下差，后端連接動態(tài)及靜態(tài)應(yīng)變采集儀。

二、光纖應(yīng)變傳感器

光纖應(yīng)變傳感器是一種用于檢測物體應(yīng)變的光纖傳感器；它采用一根光纖同時用于輸入和輸出光且可和傳感頭分為二體,傳感頭采用一張二側(cè)分別貼有偏振膜和全反射膜的光彈膜片；本發(fā)明具有測量精度高、價格便宜、使用方便等優(yōu)點，適合于測量各種物體表面和內(nèi)部的應(yīng)變；但是光纖光柵傳感器對溫度和應(yīng)變都是敏感的，即溫度、應(yīng)力均能引起布拉喇光柵中心波長的漂移，這就是交叉敏感；在進行應(yīng)變測量時很多情況下往往是忽略了溫度的影響，但是在精確的測量中，需采用有效手段來解決這個問題尤其是在高溫條件下進行的應(yīng)變測量。

三、光學(xué)光柵應(yīng)變傳感系統(tǒng)

傳感器系統(tǒng)硬件由激光源、2個位敏傳感器、2個633nm帶通濾波器、會聚透鏡和光柵組成。 

測量方法主要測量步驟如下：

（1）試樣與衍射光柵的準備工作類似于莫爾干涉儀； 

（2）在100~500mm之間確定位敏傳感器到光柵的距離L并輸入到計算機軟件，不能選擇L=250mm；

（3）加負荷前的初始試驗是測量x10和x20的平均值；

（4）對試樣加壓，測量新的x1和x2的平均值；

（5）利用方程；

（6）計算應(yīng)變；

如果激光束不能垂直入射到試樣表面將引起嚴重的測量誤差；這種激光束的誤準直是難以消除的，除非光柵到激光器的反射零級光束與入射光束重合；對傳感器系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響的是位敏探測器噪聲引起的誤差和A/D轉(zhuǎn)換器噪聲誤差以及入射激光束與試樣法線方向的偏離引起的系統(tǒng)誤差，無規(guī)噪聲誤差傳感器系統(tǒng)的無規(guī)噪聲限制了系統(tǒng)的測量靈敏度和空間分辨率。

位敏探測器的4個主要噪聲源是：

①與光源有關(guān)的強度噪聲；

②放大器電壓噪聲；

③反饋電阻產(chǎn)生的熱噪聲；

④直流光電流引起的散粒噪聲，其大小隨光斑位置在位敏探測器接收面上位置的變化而改變，中心的噪聲最小邊緣的噪聲。

四、非接觸式DIC三維全場應(yīng)力應(yīng)變測試測量系統(tǒng)

數(shù)字圖像處理技術(shù)即數(shù)字圖像相關(guān)性技術(shù)，它利用專有的數(shù)學(xué)相關(guān)性算法來分析數(shù)字圖像數(shù)據(jù)（對應(yīng)力對象的抽樣時獲取的）；在測試過程中抓取到的連續(xù)圖像，顯示出樣本在受到外部機械應(yīng)力影響后表面所發(fā)生的改變；此方法很少受到周圍環(huán)境的影響是非接觸的應(yīng)變測量方法，誤差小、準確性高、應(yīng)用靈活；同時此方法可量測整場區(qū)域變形，并非局限在單點量測可輕易尋找到臨界破壞點，即使是復(fù)雜結(jié)構(gòu)或是復(fù)雜荷重情形，操作也比較便利，簡單白光照明即可；此系統(tǒng)目前主要被工業(yè)、企業(yè)、高校、科研院所和政府單位應(yīng)用在材料測試、碰撞實驗、無損檢測、振動分析、高速測量項目、有限元算法驗證、生物測試等領(lǐng)域。

數(shù)字圖像處理技術(shù)工作原理即數(shù)字圖像相關(guān)性技術(shù)，它利用專有的數(shù)學(xué)相關(guān)性算法來分析數(shù)字圖像數(shù)據(jù)（對應(yīng)力對象的抽樣時獲取的）；在測試過程中抓取到的連續(xù)圖像，顯示出樣本在受到外部機械應(yīng)力影響后表面所發(fā)生的改變；此方法很少受到周圍環(huán)境的影響是非接觸的應(yīng)變測量方法，誤差小、準確性高、應(yīng)用靈活；同時此方法可量測整場區(qū)域變形，并非局限在單點量測可輕易尋找到臨界破壞點，即使是復(fù)雜結(jié)構(gòu)或是復(fù)雜荷重情形，操作也比較便利，簡單白光照明即可；

此系統(tǒng)目前主要被工業(yè)、企業(yè)、高校、科研院所和政府單位應(yīng)用在材料測試、碰撞實驗、無損檢測、振動分析、高速測量項目、有限元算法驗證、生物測試等領(lǐng)域。