电子散斑-ESPI实验指导书-面内位移
实验3-3 剪切散斑干涉法指导书
1剪切电子散斑干涉术（ESSPI ）测量物体离面位移导数(2学时，每次实验12人)一． 实验目的● 了解和掌握ESSPI 测量物体离面位移导数的方法和技术； ● 学会用ESSPI 测试周边固支圆板的离面位移导数。
二． 实验器材和装置试件为铝箔中心固支圆板。
试验器材有：激光器、反射镜、分光镜、扩束镜、透镜、CCD 、图象卡、计算机及软件。
实验装置和光路如图1所示。
图1 电子剪切散斑干涉术光路图三． ESSPI 的基本原理在剪切散斑照相机镜头前放置一个小角度的玻璃光楔，光线通过此玻璃光楔将产生偏折，在像平面上产生与光楔的楔角相同方向的两个剪切像，由激光形成的这两个像在像平面上相互干涉而形成散斑干涉条纹。
对于整个物体来说，在像平面上形成两个互相剪切的像，它们的波前分别为[]),(exp ),(y x a y x U Φ=（2） []),(exp ),(y x x a y x x U δδ+Φ=+（3）这里a 表示光的振幅分布，Ф(x ,y )和Ф(x +δx ,y )分别表示为两个剪切像的相位分布，这样在像平面上两个像叠加结果为),(),(y x x U y x U U T δ++=（4）则光强为[]x T T a U U I φcos 12*2+==，),(),(y x y x x x Φ-+Φ=δφ （5）当物体变形后，光波将产生一个相位的变化量Δφx ，则变形后的光强为()[]x x a I φφ∆++=cos 12'2（6）2在剪切电子散斑干涉方法中，采用CCD 摄像机进行记录并存入计算机中，采用电子散斑干涉相同的图像相减处理方法，即变形前后两幅散斑图相减，即等式（6）和等式（5）相减可得2sin 2sin 4'2x x x T a I I I φφφ∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+=-=（7）这种相减方式排除了背景光强的影响，突出了由于变形引起的相位变化Δφx 的结果。
该低频条纹取决于物体变形引起的光波相位改变。
基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法
基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法孙流星;于瀛洁【摘要】提出了一种基于相移和颜色分光的电子散斑干涉(ESPI)瞬态三维变形测量方法,该方法包括一个彩色CCD和红绿蓝三种不同波长的激光器,可同时采集来自三路的散斑干涉图像.物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的散斑干涉图像信息通过颜色分光实现分离,并利用相移算法对散斑干涉条纹图进行分析处理,分别解调出水平、竖直及离面方向的变形场相位,实现三维变形场的测量.模拟及实验分析表明,此方法能同时实现物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的变形测量,可用于物体表面的三维瞬态变形测量,也可单独完成面内或离面的二维变形测量.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】7页(P20-26)【关键词】电子散斑干涉;颜色分光;相移算法;三维变形测量【作者】孙流星;于瀛洁【作者单位】上海大学精密机械工程系,上海200072;上海仪电物理光学仪器有限公司,上海201199;上海大学精密机械工程系,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TH744.3引言在电子散斑干涉(ESPI)技术中[1-2],相移算法是最主要的相位提取算法。
由于相移算法精度高,计算简便,在绝大多数的非实时散斑干涉测量系统中普遍采用[3-6]。
作为电子散斑干涉技术的进一步发展[7-11],三维电子散斑技术都是分时采集各个分量的电子散斑干涉图,再通过数据处理获得物体三维变形信息。
测量系统的环境和物体的变形对它的精度有比较大的影响,只能算是伪三维测量。
针对已有三维电子散斑技术的不足,有人提出了基于电子散斑干涉技术的瞬态三维变形测量[12-15],但装置复杂,操作繁琐,而且研究较少。
在位相求解算法方面,已有的ESPI瞬态三维变形系统中主要是利用傅里叶变换算法或小波变换算法[16-19]进行相位求解,但精度受限,且需要载波,由于散斑干涉相干长度短,载波的引入会降低测量范围。
激光散斑干涉
激光散斑干涉电子散斑一、实验内容：1．了解电子散斑干涉原理；2．掌握干涉光路及图像处理软件；3．学会使用本系统来测量三维离面位移。
二、实验仪器：成像透镜被测物体的平面镜氦氖激光器CCD摄像机分光镜扩束器图一xgs-1电子散斑干涉(espi)实验系统三、实验原理：电子散斑干涉法是用激光光束直接照射到测试表面，再用电子摄像机采集其变形前后表面散斑颗粒干涉形成的条纹，以测定其离面位移的一种新型、先进的测试技术，其光路如下图所示，图二为测量离面位移（即前后沿z轴方向的位移w）的光路，由激光器1发出的激光束，经扩束镜2及准直镜3形成光斑放大了的准直光，再经分光镜4分成两束，一束照射到反射镜5再返回，另一束照射到被测物6的表面再返回，两束返回的光束干涉形成干涉条纹，也就是一系列等位移线n，则离面位移为w=λn/2式中λ为测试光的波长，n为条纹的级数。
图二光路图四、实验步骤：1.放置平台并将其调平。
2、各个实验仪器的位置参看图一，先把各个仪器的中心高度调至共轴。
3.使激光器发出的光束平行于工作平台的工作表面。
分别放置扩束器和准直器，调整准直器，使经过扩束器的激光变成平行光。
平行光束应穿过光路（分束器、被测物体、反射器等）中部件的中心，并与平台平行。
在扩束器前面放置一个偏振器，以调整亮度，防止损坏CCD相机。
4、放入被测物品和ccd摄像机，调节分光镜上二维调整台的微调旋扭，使被物品反射的光的中心照射到ccd摄像机接收表面上。
5.然后放入平面镜，使平面镜和分束器之间的距离与被测物体和分束器之间的距离相同，并调整反射光束的中心，使其也入射到CCD相机的接收面上。
此时，可以在图像采集软件上看到干涉条纹。
最后，放入聚焦透镜，调整透镜和CCD之间的距离，以获得屏幕上最清晰、最完整的图像。
调整反射器上二维调整框的微调旋钮，使获得的图像的干涉条纹最清晰，处于中心位置。
6、这时就可以给物品加压，调节物品架上的旋扭给物品加压，随着旋扭的调节，电脑的屏幕上出现的干涉条纹越来越多，且为同心圆环。
电子剪切散斑干涉ESSPI实验教案
剪切电子散斑干涉术实验教案一、实验目的1.认识散斑现象和散斑的电子记录；2.了解剪切电子散斑干涉的原理和用途；3.了解剪切电子散斑图象处理的过程二、实验设备剪切电子散斑干涉大多使用剪切棱镜。
常见的剪切棱镜是Wollaston棱镜。
该棱镜是由两个直角棱镜组成，当一束光垂直入射到棱镜表面上时，在后表面形成两束互相分开的，振动方向互相垂直的平面偏振光。
这两束光互为参考光和物光而干涉, 但其振动方向互相垂直，所以需要在棱镜后加一块偏振片，使其振动方向相同。
光路布置如图1所示。
它的优点在于光路布置简单，两束相干光波强度基本相等，因而可达到等光强的要求。
L ：扩束镜 M ：反射镜 W ：Wollaston 棱镜 P ：偏振镜图3 剪切电子散斑干涉光路图三、剪切电子散斑干涉术基本原理剪切电子散斑干涉术(ESSPI)是继电子散斑干涉术后发展的一种测量位移导数的新技术。
它与电子散斑干涉术不同的是在光学结构上，后续的图象处理系统是相同的。
它除了电子散斑干涉术的许多优点外，还有光路简单，对振动隔绝的要求低等特点。
另外，它测量的是位移导数，在自动消除刚体位移的同时对于缺陷受载的应变集中十分灵敏，因此被广泛地应用于无损检测（NDT ）领域 。
除此之外，它与电子散斑干涉不同，其条纹与位移导数的对应关系可以在很大程度上调节变化。
3．1 剪切电子散斑干涉术的原理在剪切散斑照相机镜头前放置一个小角度的玻璃光楔块，光线通过此玻璃光楔块将产生偏折，在焦平面上产生与楔块的楔角相同方向的两个剪切的象。
这两个象是由激光形成的，它们将在焦平面上互相干涉而形成散斑干涉图象。
当两个变形前后的散斑干涉图象同时记录在一块干板上，经过处理后，将干板放在傅立叶滤波光路中，将出现一个表示物体位移偏导数的条纹图案。
图1是剪切散斑的光路图。
楔块的楔角为α，μ是折射率，在象平面上被测量物体的剪切量αμδ)1(1'-=D x 。
同样地，如折合到物体表面的剪切量为αμδδ)1(010'-==D D D x x (1)其中D 0和D 1分别为透镜到物体表面和到成象平面的距离。
14 面内位移的散斑测量
实验十四 面内位移的散斑测量一、 实验目的1. 掌握散斑测量平面位移的基本原理2. 进行面内位移的散斑测量, 对散斑测量形成定性认识二、 实验原理当一束激光射到物体的粗糙表面上时，在粗糙表面前面的空间将布满明暗相间的亮斑与暗斑，这些亮斑与暗斑的分布是杂乱的，故称为散斑（Speckle）。
借助于散斑不仅可研究粗糙表面本身，而且还可以研究它的形状与位置变化。
因此，把获取这些信息的各种实验技术称为散斑技术。
散斑是相干照明时，粗糙表面各个面积元上散射光波之间干涉在空间域内形成的颗粒状结构。
当物体发生位移时，引起前方空间散斑场分布的变化，通过测量散斑场的变化，从而得到物体位移的相关信息。
测量面内位移的原理见图1。
实际测量时，以单束激光S照射物体U的表面，在物体前方空间将充满散斑，取CMOS靶面平行物平面的位置，CMOS将光强信号转换为电信号，再经图像卡数字化后形成灰度信号存储。
当物体发生位移时，空间散斑颗粒也发生位移，则空间散斑在CMOS靶面上也同样发生位移，在存储器中分别记录下物体位移前后的空间散斑图。
在位移前散斑图上，取散斑某子区，将其在位移后的数字散斑图上进行相关搜索，由相关系数的最大值求出位移值。
设Ω为散斑沿水平方向的位移，U为物体沿水平方向的位移，则有以下关系：cos cos 1(22γρρs p iU +=Ω 其中γ、i 分别为观察方向和入射光方向与物平面的夹角，p ρ、s ρ分别是观察点P以及光源S到物体平面的距离。
本实验中，因为调整观察以及入射光方向均与物面垂直，故γ、i 均为0。
于是)1(spU ρρ+=Ω21UK NK =其中 1NK =ΩN是软件下方显示的读数，象素单位：pixel；K 1代表每象素对应的实际长度单位为mm/pixel, pixel m K /5.71µ≈。
三、实验光路激光1经定向孔3，5定向，透镜8，10扩束，经分光棱镜14分光，在工作台16形成散斑图，返回经分光棱镜14，透镜20会聚，光阑22滤波，成像至CMOS23上。
电子散斑干涉试验讲义
电子散斑干涉实验讲义（电子散斑干涉术测离面位移）1．引言电子散斑干涉术（ESPI）测离面位移具有实时、灵敏、全场测量等特点，在变形场测量、振型测量及工业无损检测方面具有广泛的应用。
2．实验目的了解电子散斑干涉原理、掌握干涉光路及图像处理软件。
对力学专业学生还可与板的理论分析进行验证。
3．基本原理图1是常用的均匀参考光光路图，它将分光镜B1分出的一小部分激光经扩束后照射到另一块半透半反镜而与物体漫射光相汇合而形成干涉，前者是参考光，后者是物光。
B 分光镜M:反射镜L1:扩束镜 L2: 成像透镜图 1。
电子散斑干涉术（ESPI ）光路图物光的光强分布为：)(ex p )()(r r u r U o o o Φ= (1)其中)(0r u 是光波的振幅，)(0r Φ是经物体漫射后的物体光波的相位。
参考光的光强分布为：)(ex p )()(r r u r U R R R Φ= (2)物光与参考光在CCD 靶面上汇合形成光强)(r I 为：)cos(2)(22R o R o R o u u u u r I φφ-++= (3)当被测物体发生变形后，表面各点的散斑场振幅)(r u o 基本不变，而位相)(r o φ将改变为)()(r r o φφ∆-，即[])()(ex p )('r r r u U o o O φφ∆-= (4)其中ΔФ（r ）为由于物体变形产生的相位变化。
变形前后的参考光波维持不变。
这样，变形后的合成光强)('r I 为：[])(cos 2)(22'r u u u u r I R o R o R o φφφ∆--++= (5)对变形前后的两个光强进行相减处理：)()('r I r I I -=＝[][])cos(2)(cos 22222R o R o R o R o R o R o u u u u r u u u u φφφφφ-++-∆--++ ＝2)(sin 2)()(sin 4r r u u R o R o ϕϕφφ∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-- (6)由式(6)可见，相减处理后的光强是一个包含有高频载波项⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆--2)()(sin r R o ϕφφ的低频条纹2)(sin r ϕ∆。
电子散斑
实验十一电子散斑一、实验目的1.加深理解散斑照相的基本原理；2.学会拍摄散斑图及其再现处理。
二、实验原理1.散斑当用激光束照亮物体表面时，物体上的各点对激光进行散射，由于激光的相干性，散射光在周围空间某点上的光强取决于物体各点散射到此点的光振动干涉的结果。
又因物体表面的不规则性，造成了物体周围空间各点光强的起伏变化，在空间暗的背景上形成了许多形状、大小无规则分布的颗粒，我们把这种颗粒斑称为散斑，即散斑是无规则波前的干涉图样。
在全息照相技术中，散斑是作为噪声来对待的，后来人们发现散斑场可作为信息的载体，并应用于干涉计量和图像处理等许多方面。
2.散斑照相散斑是无规则波前的干涉图样，可作为信息载体，随着散斑照相技术的发展，在机械形变、位移、医学、天文和图像处理等许多领域中得到了广泛地应用。
散斑照相可分两步进行，第一步是拍摄散斑图，其光路示意图如图1所示：第二步是散斑图的再现，通常有两种方法，一是全场分析法，应用傅里叶变换透镜，在后面的焦平面上观察散斑图的频谱分布；另一种是逐点分析法，是一束细激光束照射经二次曝光的散斑底片，在其后距离为L 处平行放置一个观察屏，从屏上看到的只是一个小区域的频谱，把位移前和位移后的两个散斑对看成杨氏干涉中的两个相干光源，因此，在距离散斑底片L 处的观察屏上看到杨氏条纹，见图2。
三、实验内容1.拍摄计算位移量的散斑图；2．暗房中完成显影和定影；3.计算位移量采用聚焦法测量物体的面内位移，对拍摄的经显影定影后的散斑底片进行逐点法再现。
在距离散斑底片L 处的屏上产生杨氏条纹，通过对杨氏条纹的测试，并利用公式：S Lu λ=其中 u:位移量 S ：条纹间距 λ：波长可计算出物体面内位移量，其位移量方向与条纹方向垂直。
实验讲义-电子散斑全解
实验十三电子散斑干涉和激光散斑干涉照相综合实验激光照射到粗糙物体表面会形成不同的折射，这些折射形成亮斑或暗斑，就叫做散斑.斑是无规则波前的干涉图样，可作为信息载体。
散斑干涉照相技术测量微小位移时具有实时、灵敏、全场测量等特点，在机械性变、位移、医学、天文和图像处理等许多领域中得到广泛的应用。
本实验的目的是了解激光散斑的统计特性，学会两种处理激光散斑的重要方法：自相关函数法和互相关函数法。
实验目的1、了解激光散斑的统计特性；2、学会两种处理激光散斑的重要方法。
实验原理激光散斑的基本概念：激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体（例如毛玻璃）时，在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点，称为激光散斑（Laser Speckles）或斑纹。
如果散射体足够粗糙，这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的（对比度为1）。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的，因此是一种随机过程。
要研究它必须使用概率统计的方法。
通过统计方法的研究，可以得到对散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点的认识。
图1 光散斑的产生(图中为透射式，也可以是反射式的情形)图1说明激光散斑具体的产生过程。
当激光照射在粗糙表面上时，表面上的每一点都要散射光。
因此在空间各点都要接受到来自物体上各个点散射的光，这些光虽然是相干的，但它们的振幅和位相都不相同，而且是无规分布的。
来自粗糙表面上各个小面积元射来的基元光波的复振幅互相迭加，形成一定的统计分布。
由于毛玻璃足够粗糙，所以激光散斑的亮暗对比强烈，而散斑的大小要根据光路情况来决定。
散斑场按光路分为两种，一种散斑场是在自由空间中传播而形成的（也称客观散斑），另一种是由透镜成像形成的（也称主观散斑）。
在本实验中我们只研究前一种情况。
当单色激光穿过具有粗糙表面的玻璃板，在某一距离处的观察平面上可以看到大大小小的亮斑分布在几乎全暗的背景上，当沿光路方向移动观察面时这些亮斑会发生大小的变化，如果设法改变激光照在玻璃面上的面积，散斑的大小也会发生变化。
散斑干涉法测微小位移
《散斑干涉测微小位移》【实验目的】1、通过拍摄自由空间散斑图及成像散斑图，初步了解激光散斑现象及其特点；2．擎握应用散斑干涉全息图设计方法；3、用二次曝光散斑干涉图测量物体表面的面内位移；4、设计用二次曝光散斑图测量透明固体(玻璃)的厚度及其非均匀性。
【实验原理分析与讨论】1、散斑的形成及特征激光自散射体表面漫反射或通过一个透明散射体(加毛玻璃)时，在散射体的表面和附近空间的光场中，可以观察到或用照相记录下来一种无规分布的亮暗斑纹。
这种斑纹称为激光散斑。
它是由散射体上每个面积元发出的基元光波的干涉作用造成的。
在全息术和相干光成像系统中，散斑的存在会影响分辨率，是一种令人讨厌的有害噪声。
近年来，通过研究逐渐发现了它的一些有用的特性。
在某些新的光学系统中，散斑不再是噪声因素，而是一种有用的信息载体．激光散斑．特别是散斑照相和散斑干涉，在表面粗糙度测量、图像处理、运动分析、振动分析、眼球缺陷分析和星体度量学等科技领域中有着广泛的应用，在光学小己成为一个重要的分支。
激光散斑通常可分为空间散斑和像面散斑两类：12空间散斑：如果在散射体G 的正面距离z 的地方放置全息干板记录散斑结构，其散斑的平均直径为 1.22z ds Dλ≈，其中D 是被照亮的散射面直径。
如果在侧面接收，则散斑的平均长度2()z ls Dλ≈ 像面散斑： 像面散斑的平均直径：11.22() 1.22(1+)z ds F Dλλβ≈=式中z1（像距），D （透镜的孔径）β（横向放大率）F （相对孔径的倒数）当散射面位于无限远时，成像面与后焦面重合，散斑的平均直径为1.22() 1.22f ds F Dλλ≈= f 透镜焦距。
2、散斑干涉全息图测量面内位移的光路设计空间散斑（未加成像透镜）非平行光漫反射散斑 像面散斑（放大率>1;<1）散斑干涉光路设计 平行光 空间散斑（未加成像透镜）像面散斑（加成像透镜：放大率>1;<1）空间散斑（未加成像透镜）非平行光透射散斑 像面散斑（放大率>1;<1）平行光 空间散斑（未加成像透镜）面散斑（加成像透镜：放大率>1;<1）3．用二次曝光散斑图测量面内位移(1)反射成像散斑：二次曝光散斑图测微小位移如图是拍摄散斑图的光路布置之一，其中S 是具有光学粗糙表面的平面物体，用扩束后的激光光束照射，L 是成像透镜，H 是全息干板．置于像平面上，成像透镜L 将s 面成像于记录平面H 上，形成成像散斑，如果对浏试物体在运动前后应用二次曝光法拍摄散斑图样，并假定位移的量值大于散斑特征尺寸，那么，在同一底片上就记录了两个同样的但位置稍微错开的散斑图。
散斑干涉测量形变物体的离面位移
散斑干涉测量形变物体的离面位移摘要：首先对散斑的形成和散斑干涉的原理进行了介绍，然后通过对迈克尔逊干涉仪的分析得出散斑干涉，最后通过一个实验在计算机上得到物体形变的三维图形关键词：散斑；干涉；离面位移；迈克尔逊干涉仪Speckle interference measuring objects from surface displacementAbstract: Firstly the speckle formation and the principle of speckle interference were introduced. Then through the analysis of Michelson interferometers we can get the speckle interference. Finally, through an experiment get the object deformation 3D graphics on the computer.Key words: speckle; interference; Michelson interferometers散斑干涉测量形变物体的离面位移一、测量的原理一散斑的形成1散斑现象激光照射在粗糙表面(如金属表面)毛玻璃或折射率无规涨落的介质上则会明暗相间亮斑和暗斑即散斑/斑纹(Speckle)。
就整个整个空间而言，屏近的地方散斑小，屏远的地方散斑大。
散斑的形成2 散斑的形成条件形成散斑必须满足以下两个条件：被照射表面为粗糙表面，以产生散射光。
为使散射光均匀，粗糙表面的深度大于波长。
照射光有足够的相干性，常用激光产生激光散斑。
认识到散斑不可避免，且是种一种不可多得的随机编码手段，用其对平滑表面进行随机编码与检测。
散斑本身携带了粗糙表面的相关信息。
二散斑的大小 1客观散斑的大小相干光照明时, 粗糙表面上各面元散射光波之间干涉, 直接在空间域内形成颗粒状结构，这种散斑为客观散斑(直接散斑)。
电子散斑-ESPI实验指导书-离面位移
1电子散斑干涉术（ESPI ）测量物体离面位移(2学时，每次实验12人)一． 实验目的1． 了解和掌握ESPI 测量物体离面位移的方法和技术； 2．学会用ESPI 测试周边固支圆板的离面位移。
二． 实验器材和装置试件为铝箔中心固支圆板。
试验器材有：激光器、反射镜、分光镜、扩束镜、透镜、CCD 、图象卡、计算机及软件。
实验装置和光路如图1所示。
B1：分光镜 B2：半透半反镜 M ：反射镜 L1：扩束镜 L2：成像透镜图1 电子散斑干涉术光路图三． ESPI 的基本原理电子散斑干涉术对物体离面位移测量比较敏感。
由激光器发出的单束光经分光镜分成物光和参考光。
这两束光相互干涉，形成合成光强。
物光的光强分布：)(exp )()(r r u r U O O O φ=其中)(r u O 是光波的振幅，)(r O φ是经物体漫射后的物体光波的相位。
参考光的光强分布：)(exp )(r r u U R R R φ=两束光的合成光强为：2)cos(2)(22R O R O R O u u u u r I φφ-++=。
当物体发生变形后，物体表面各点的散斑场振幅)(r u O 基本不变，而相位O φ改变为)(r O φφ∆-，既)]()(exp[)()('r r r u r U O O Oφφ∆-=，变形前后的参考光波维持不变。
这样，产生位移后的合成光强为：)](cos[2)(22'r u u u u r I R O R O R O φφφ∆--++=。
对变形前后的两个光强相减处理：2)(sin 2)()(sin 4)()('r r u u r I r I I R O R O φφφφ∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+-=-= 可见，得到的光强包含有高频载波项和低频条纹。
该低频条纹取决于物体变形引起的光波相位改变。
当πφk 2=∆时，I =0，及出现暗条纹。
由光波相位改变与物体变形的关系：[]θθλπφsin )cos 1(221d d ++=∆其中λ是所用激光波长，θ是照明光与物体表面法线的夹角，d 1是物体变形的离面位移，d 2是物体变形的面内方向位移。
电子散斑干涉离面位移场的调制与解调技术
电子散斑干涉离面位移场的调制与解调技术
陶春先;李爱华;张丽;孙平
【期刊名称】《山东师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(020)004
【摘要】利用电子散斑干涉技术物体的变形场进行定量测量.通过偏转参考物体法,实现散斑离面位移场的空间载波调制;结合傅里叶变换法解调,仅需一或两幅条纹图就可得出全场离面位移分布.理论分析与典型实验比较,表明该方法是可行的.
【总页数】3页(P33-35)
【作者】陶春先;李爱华;张丽;孙平
【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院,250014,济南;山东警察学院侦察系,250014,济南;山东师范大学物理与电子科学学院,250014,济南;山东师范大学物理与电子科学学院,250014,济南
【正文语种】中文
【中图分类】O348
【相关文献】
1.基于CCD的电子散斑干涉系统中离面位移的测定 [J], 张巧芬;石智伟;王昆
2.利用电子散斑干涉法测量金属表面的位移场 [J], 吴金泉;林兆祥
3.散斑干涉在纤维与混凝土粘结面位移场测量中的应用 [J], 潘建伍;曹双寅;何小元;杨福俊;刘龙
4.电子错位散斑与全息干涉法测量离面位移 [J], 秦玉文;戴嘉彬
5.电子散斑干涉场的空间调制与解调技术 [J], 孙平;陶春先;张丽;王晓凤;韩青
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ESPI技术测量静态和准动态面内位移
ESPI技术测量静态和准动态面内位移*X杨福俊1*,何小元1,庄春泉2(11东南大学工程力学系,江苏南京210096;21南京航空航天大学智能材料研究所,江苏南京210016)摘要:利用高速CCD摄像技术和电子散斑图干涉(ESP I)法,研究了薄板的静态和准动态面内位移测量技术。
采用小光圈成像技术和图像灰度进行线性变换的图像处理技术,实现对散斑图像的低通滤波和高通增强处理,提高了散斑条纹的对比度和清晰度,为条纹图的定量处理提供了方便。
关键词:高速CCD摄像;电子散斑图干涉(ESP I);动态面内位移测量;图像处理中图分类号:O348文献标识码:A文章编号:1005-0086(2003)10-1070-04Measurement of Quas-i dynamic in-Plane Displacement of Thin Plate Using ESPI TechniqueYANG Fu-jun1*,HE Xiao-yuan1,ZH UANG Chun-quan2(1.Department of Eng ineering M echanics,Southeast U niversity,N anjing210096,China; 2.T he K ey Lab.of Smart M aterials and Structure,Nanjing U niversity of Aeronautics and Astronautics,N anjing210016,China)Abstract:High-s peed CC D camera and electronic s peekle pattern interferom etry(ESPI)technique were used rea-l time and whole-fi eld to m easure quas-i dynamic i n-pl ane di s placement.By using sm all aperture of C CD imagi ng and im age proces sing technique,the hi gh frequency noise of electronic speckle interferom etric pattern can be filtered out and the contrast of fringe pattern can be enhanced.The techniques provi de a be-t ter fringe pattern for further processing.Key words:hi gh-speed CCD photogr aphy;electr onic speckle pattern i nterferometry(ESPI);dynam ic in-plane displacement m eas urem ent;image processing1引言随着航天、航空及机械工业向高速、高精度的发展,研究物体在动载荷作用下的响应具有越来越重要的意义。
散斑照相测量微米量级面内位移
散斑照相测量微米量级面内位移
李香莲;陈建农
【期刊名称】《山东工程学院学报》
【年(卷),期】1994(008)003
【摘要】本文用双曝光逐点分析法散斑照像测量涂有广告色的有机玻璃面内微位移,并对最小可测位移量进行了分析计算。
测量结果与理论分析相符合。
【总页数】4页(P39-42)
【作者】李香莲;陈建农
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TB93
【相关文献】
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1
双光束电子散斑干涉术测量物体面内位移
(2学时，每次实验12人)
一． 实验目的
了解和掌握双光束电子散斑干涉术测量物体离面位移的方法和技术。
二． 实验器材和装置
试验器材有：激光器、反射镜、分光镜、扩束镜、CCD 、图象卡、计算机及软件。
实验装置和光路如图1所示。
B1：分光镜 M ：反射镜 L1：扩束镜
图1 双光束电子散斑干涉术的光路图
三． 基本原理
双光束电子散斑干涉术的两束光互为物光和参考光。
由于变形对两束光的相位都有影响，所以物体变形时合成的相位差与位移的关系为：
[])sin (sin )cos (cos 221θθθθλπφ++-=
∆d d 2)(sin 4d θλ
π= 其中d 2即为物体变形时的面内位移。
当两束光的照明角θ较大时，测量的灵敏度较高。
四．实验步骤
1．按图1摆好光路。
调整光路时要求两束光的光程、光强和高度近似相等。
散斑图要求含有固定边缘。
2．打开采图软件（如图2所示），点击工具栏中Capture Image，弹出一个实时监控的窗口。
点击窗口中的Real Time按钮，施加一定压力，开始连续采集散斑图，
并自动把每一幅散斑图都和第一幅进行相减处理，形成的条纹图显示在窗口中。
在监测到一幅清晰的条纹图时，再按Real Time钮，使之弹起，固定条纹图。
然
后把条纹图保存起来（*.bmp文件）。
图2 双光束测量物体面内位移的软件操作窗口
五．实验报告要求
求出试件中心位置处的面内位移d2。
2。