【摘 要】
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在工程测试和材料力学检测中,常常要测量物体的面内微小位移,例如杨氏模量的测量、线胀系数的测定等。这些参数在工程技术和科学研究中有重要的意义,测量的方法通常有全息法、散
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在工程测试和材料力学检测中,常常要测量物体的面内微小位移,例如杨氏模量的测量、线胀系数的测定等。这些参数在工程技术和科学研究中有重要的意义,测量的方法通常有全息法、散斑干涉法、光杠杆法等。全息法和散斑干涉法光路复杂,对环境的要求很高。光杠杆法中望远镜的调节费时而且麻烦,还不利于动态测量。数字散斑照相术与全息法和散斑干涉法相比,该技术不需要参考光,光路大大简化,但精度略低。与光杠杆法相比,操作简单而且可用于动态测量,速度更快,精度更高。本课题研究的是利用基于MATLAB的数字散斑照相术测量面内微小位移,主要研究工作包括:1、对国内外散斑照相术的研究状况和散斑照相术的原理进行详细的介绍,提出系统的设计方案:采用面阵CCD记录散斑图,利用MATLAB软件对采集的散斑图进行处理,提取条纹中心线并得到条纹周期,再通过计算得到位移。2、按照设计方案搭建测量的光路,在MATLAB中完成对实测散斑图条纹间距的提取。3、设计测试平台,利用带有螺旋测微器的光具座精确控制被测物体的实际位移,通过实验测出系统在不同位移下的多组有效数据,将测量结果与实际位移量对比分析,得出系统的测量精度与测量范围。4、将该系统应用于杨氏模量的测量。经过实验测试,本系统实现了面内微小位移的精确测量,具有良好的稳定性和测量精度。该系统的测量误差在4.5%以下,测量范围为0.05mm~0.3mm,可以满足一般的力学实验和工程检测的要求用于微小位移的测量。与其它测量手段相比,该系统具有光路简单、易于操作、数据处理速度快、测量精度较高等特点。
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