《數(shù)字化轉(zhuǎn)型和跨學(xué)科實(shí)踐暑期研討會(huì)》詳解
數(shù)字化轉(zhuǎn)型和跨學(xué)科實(shí)踐暑期研討會(huì)
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光學(xué)應(yīng)變測量是一種用于研究物體在受力下的變形行為的技術(shù)。其分辨率,也就是能夠檢測到的較小應(yīng)變量,是評估測量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。這一指標(biāo)受到所使用的測量設(shè)備以及測量方法的影響。光學(xué)測量技術(shù)因其高靈敏度和高分辨率在應(yīng)變測量中備受青睞。特別是全場測量方法,如全息術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)法,可以全部捕捉被測物體表面的應(yīng)變分布,從而明顯提升了測量的分辨率。全息術(shù)是一種利用光的干涉原理記錄物體應(yīng)變信息的技術(shù),通過對干涉圖樣的解析,我們可以獲取物體表面的應(yīng)變分布情況。而數(shù)字圖像相關(guān)法則是通過對比物體在不同受力狀態(tài)下的圖像,利用圖像間的相關(guān)性來計(jì)算機(jī)械應(yīng)變分布。除了全場測量方法,局部測量方法也可以在特定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的應(yīng)變測量,從而進(jìn)一步提高了測量的分辨率。光纖光柵傳感器和激光干涉儀就是兩種典型的局部測量方法。光纖光柵傳感器利用光纖中的光柵參數(shù)變化來感知應(yīng)變,而激光干涉儀則是通過測量激光干涉光的相位變化來計(jì)算應(yīng)變??偟膩碚f,光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)的分辨率取決于測量設(shè)備的性能以及測量方法的選擇。全場測量方法和局部測量方法各有優(yōu)勢,可以根據(jù)實(shí)際需求選擇適合的方法來提高測量的分辨率。光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)在動(dòng)態(tài)應(yīng)變分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測中具有普遍的應(yīng)用前景。湖北VIC-3D數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變系統(tǒng)
變形測量是對物體形態(tài)、大小、位置等進(jìn)行精細(xì)化測量的過程。基于不同的測量策略與精度需求,變形測量可被劃分為多種類型。靜態(tài)水準(zhǔn)測量是其中的一種主流方法,特別適用于地表高程變動(dòng)的測量。在這種測量中,觀測點(diǎn)高差均方誤差是一個(gè)中心參數(shù),它表示在靜態(tài)水準(zhǔn)測量中獲取的水準(zhǔn)點(diǎn)高差之間的均方誤差,或者相鄰觀測點(diǎn)間斷面高差的等效相對均方誤差。這個(gè)參數(shù)能夠有效地反映測量的穩(wěn)定性和精確度。電磁波測距三角高程測量是另一種普遍應(yīng)用的變形測量方法,此方法主要利用電磁波的傳播屬性來測量物體的高程變化。在這種測量方法中,觀測點(diǎn)高差均方誤差同樣是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),用于評估測量結(jié)果的精確性和可靠性。除了高差測量外,觀測點(diǎn)坐標(biāo)的精確性在變形測量中也扮演著關(guān)鍵角色。觀測點(diǎn)坐標(biāo)的均方差是對獲取的坐標(biāo)值進(jìn)行精確度評估的一個(gè)重要參數(shù),包括坐標(biāo)值的均誤差、坐標(biāo)差的均方差、相對于基線的等效觀測點(diǎn)均方差,以及建筑物或構(gòu)件相對于底部固定點(diǎn)的水平位移分量的均方差。這些參數(shù)共同提供了對測量結(jié)果準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的全部反映。觀測點(diǎn)位置的中誤差是通過計(jì)算觀測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差的平方根并乘以√2得到的。這個(gè)參數(shù)對于評估整體測量精度具有重要的參考價(jià)值。湖南哪里有賣全場非接觸式應(yīng)變與運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)全息干涉術(shù)高精度、高靈敏度,適用于材料研究和結(jié)構(gòu)分析;激光散斑術(shù)簡單快速,適合實(shí)時(shí)監(jiān)測。
變形測量是評估工程建筑物和構(gòu)筑物狀況的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度,有幾個(gè)基本要求必須滿足。對于大型或關(guān)鍵工程建筑物和構(gòu)筑物,變形測量應(yīng)在工程設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行整體規(guī)劃。施工啟動(dòng)前即應(yīng)展開變形測量,從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對潛在問題。在設(shè)立變形測量點(diǎn)時(shí),應(yīng)區(qū)分基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形觀測點(diǎn)?;鶞?zhǔn)點(diǎn)用于確立測量參考框架,工作基點(diǎn)用于支撐測量設(shè)備,而變形觀測點(diǎn)則用于記錄變形程度。進(jìn)行變形觀測時(shí),需遵循一定的規(guī)范。每次觀測應(yīng)采用相同的圖形(觀測路線)和觀測方法,確保測量的一致性和可對比性。同時(shí),使用相同的儀器設(shè)備也是必要的,以確保測量的精確性和準(zhǔn)確性。觀測人員應(yīng)在基本相同的環(huán)境和條件下進(jìn)行操作,以較小化環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響。此外,對平面和高程監(jiān)測網(wǎng)的定期檢查也不可忽視。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,建議每六個(gè)月進(jìn)行一次測試,以確保監(jiān)測網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。一旦監(jiān)測點(diǎn)穩(wěn)定,可以適當(dāng)延長檢查周期。若對變形結(jié)果存在任何疑慮,應(yīng)立即進(jìn)行檢查,以便迅速識(shí)別和解決問題。
光學(xué),這一物理學(xué)的重要分支,與我們的日常生活以及眾多科技應(yīng)用息息相關(guān)。在深入探究光的本質(zhì)和行為的過程中,光學(xué)逐漸展現(xiàn)出了其在多個(gè)領(lǐng)域中的不可或缺的價(jià)值。歷史上,光學(xué)主要關(guān)注可見光的性質(zhì)和現(xiàn)象。但隨著科學(xué)的進(jìn)步,現(xiàn)代光學(xué)的研究范圍已經(jīng)極大地?cái)U(kuò)展,涵蓋了從微波到γ射線等普遍電磁輻射領(lǐng)域。這不只深化了我們對光本質(zhì)的理解,而且為眾多技術(shù)領(lǐng)域提供了新的視角和解決方案。紅外和紫外波段是光學(xué)應(yīng)用的兩個(gè)典型例子。在紅外領(lǐng)域,光學(xué)技術(shù)助力紅外成像和通信,讓我們在黑暗中也能“看見”,并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程、高速和無線通信。而在紫外領(lǐng)域,光譜分析和紫外激光技術(shù)為化學(xué)、生物和醫(yī)療等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的工具。然而,光學(xué)不只局限于這些專業(yè)領(lǐng)域。在破壞性實(shí)驗(yàn)中,非接觸式應(yīng)變測量光學(xué)儀器能夠安全、精確地測量物體表面的應(yīng)變,避免了傳統(tǒng)接觸式測量可能帶來的損害。但現(xiàn)有的儀器在某些方面仍有不足,如檢測頭的角度調(diào)節(jié)穩(wěn)定性和多角度高速拍攝功能,以及補(bǔ)光儀器的位置調(diào)節(jié)靈活性。這些問題限制了測量效果和應(yīng)用范圍。通過光纖光柵傳感器或激光干涉儀,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量能準(zhǔn)確捕捉材料表面的微小位移或形變。
光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù),無疑為現(xiàn)代應(yīng)變測量領(lǐng)域帶來了改變性的變革。其較大的亮點(diǎn)在于其高速且實(shí)時(shí)的測量能力。與傳統(tǒng)的接觸式應(yīng)變測量相比,這一技術(shù)無需直接觸碰被測物體,卻能夠在瞬間捕捉到物體應(yīng)變的微妙變化。對于那些需要對應(yīng)變進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測的應(yīng)用場景,如材料的疲勞測試、結(jié)構(gòu)的振動(dòng)研究等,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量展現(xiàn)出了無可比擬的優(yōu)勢。過去,工程師和研究人員需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力,使用傳統(tǒng)的接觸式方法進(jìn)行多次測量以求得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。而如今,借助光學(xué)非接觸技術(shù),他們能夠在極短的時(shí)間內(nèi)獲得同樣甚至更為精確的結(jié)果。更值得一提的是,這種測量方法具有非破壞性的特質(zhì)。傳統(tǒng)的接觸式方法往往需要將被測物體與傳感器進(jìn)行物理接觸,這不只可能對物體造成損傷,而且在某些情況下,如文物保護(hù)、生物組織測量等,是完全不可行的。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量則完全消除了這種擔(dān)憂,因?yàn)樗軌蛟诓唤佑|物體的情況下進(jìn)行精確測量??偟膩碚f,光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)憑借其高速、實(shí)時(shí)和非破壞性的優(yōu)勢,已經(jīng)逐漸成為科研和工程領(lǐng)域的“新寵”。它為我們提供了一個(gè)全新的視角來觀察和了解應(yīng)變現(xiàn)象,無疑將推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程實(shí)踐進(jìn)入一個(gè)新的高度。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量為工程領(lǐng)域和科學(xué)研究提供可靠和準(zhǔn)確的測量結(jié)果,為相關(guān)領(lǐng)域提供有力的支持。全場三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)應(yīng)變測量裝置
光學(xué)非接觸應(yīng)變測量可遠(yuǎn)程、高精度地監(jiān)測物體的微小形變,避免了對被測物體的干擾。湖北VIC-3D數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變系統(tǒng)
電阻應(yīng)變測量,常被稱作電測法,是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的常用方法之一,具有普遍的應(yīng)用范圍和強(qiáng)大的適應(yīng)性。該方法運(yùn)用電阻應(yīng)變計(jì)作為敏感元件,以應(yīng)變儀為測量工具,通過精確的測量步驟,確定受力構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變。在進(jìn)行電阻應(yīng)變測量時(shí),首先需將應(yīng)變計(jì)(也被稱作應(yīng)變片或電阻片)牢固地粘貼在待測構(gòu)件上。當(dāng)構(gòu)件受到外力作用產(chǎn)生變形時(shí),應(yīng)變計(jì)也會(huì)隨之變形,進(jìn)而導(dǎo)致電阻發(fā)生變化。為了捕捉這種微小的電阻變化,我們通常采用電橋電路。電橋電路由四個(gè)電阻組成,其中一個(gè)是應(yīng)變計(jì)。當(dāng)應(yīng)變計(jì)受到應(yīng)變時(shí),其電阻值會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致電橋失衡。通過調(diào)整電橋中的其他電阻,使電橋恢復(fù)平衡,我們可以測量到電橋中的電流或電壓變化。這種變化與應(yīng)變計(jì)的電阻變化成正比。為了提高測量的精度和靈敏度,我們通常會(huì)使用信號(hào)放大器對電流或電壓進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)經(jīng)過處理,可以轉(zhuǎn)換為構(gòu)件的應(yīng)變值,并通過顯示器呈現(xiàn)出來。電阻應(yīng)變測量方法具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先,它可以應(yīng)用于各種不同材料和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,包括金屬、塑料、混凝土等。其次,它可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測量,避免對待測構(gòu)件造成破壞或干擾。因此,電阻應(yīng)變測量方法在工程實(shí)踐中具有普遍的應(yīng)用前景。湖北VIC-3D數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變系統(tǒng)