双显微数字散斑相关测量的系统设计与研究

论文摘要

本文在充分了解数字散斑相关技术在国内外研究与应用进展的基础上，针对桥梁健康安全监测评估的需求，研制出双显微数字散斑测量系统，并将该系统应用到有机玻璃的拉伸实验中，为该测量系统用于桥梁的健康安全监测及评估打下实验基础。文章主要内容如下：第一、介绍了数字散斑相关技术的基本工作原理，提出双显微数字散斑测量新系统。第二、简介双显微数字散斑测量新系统的硬件组成及工作原理。论文期间，完成了显微物镜的光学系统设计及CCD、图像采集卡和相关操作结构组成，该系统适用于微小形变、位移的测量。第三、通过零漂实验及刚性位移实验，测试系统性能，分析测量系统误差，并提出相应的消除和减小误差的措施。第四、将测量系统应用于有机玻璃的拉伸实验，对材料力学中弹性模量这一重要力学量进行了测量，给出测量结果，同时还与电测的结果进行比较。通过实验对比，验证了双显微数字散斑测量新系统的可行性，能应用于桥梁的安全健康性能测试。最后，针对已完成的工作进行了总结，提出进一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 结构工程中的形变量测定
• 1.2 光测力学的进展
• 1.3 数字散斑相关方法研究概况
• 1.4 本文的主要研究工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 数字散斑相关测量技术的基本原理
• 2.1 白光散斑技术
• 2.2 数字散斑相关方法的基本原理
• 2.3 双显微数字散斑测试技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 测量系统总体方案与基本原理
• 3.1 测量系统的组成
• 3.2 CCD摄像机
• 3.2.1 CCD传感器的检测原理
• 3.2.2 CCD的发展现状
• 3.2.3 CCD的应用
• 3.2.4 系统所使用的 CCD
• 3.3 光学系统设计
• 3.3.1 理想光学系统
• 3.3.2 理想光学系统的物像位置关系
• 3.3.3 理想光学系统的放大率
• 3.3.4 系统分辨率
• 3.3.5 光学放大率
• 3.3.6 显微物镜设计
• 3.3.7 镜头设计
• 3.4 图像采集系统研究
• 3.4.1 DH-QP300技术性能及指标
• 3.4.2 基本结构及工作原理
• 3.5 图像计算软件
• 3.6 本章小结
• 第四章 实验
• 4.1 测试系统软件分析
• 4.2 系统标定
• 4.3 实验考核分析
• 4.3.1 零漂实验
• 4.3.2 刚体位移测试
• 4.4 有机玻璃的弹性模量测定
• 4.4.1 有机玻璃概述
• 4.4.2 试样制作及散斑的形成
• 4.4.3 均匀拉伸实验
• 4.5 误差分析
• 4.5.1 系统误差
• 4.5.2 随机误差
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 稿件录用通知