技术特征：
1.一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，包括激光器(1)、光纤分束器(14)、两条光纤(12、13)、两个准直透镜l1、l2(2、3)、三个平面反射镜m1、m2、m3(5、7、6
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)、一个压电陶瓷相移器pzt(6)、一个分光棱镜(8)、一个ccd/cmos相机(10)和计算机(11)，其特征在于：所述激光器(1)产生的激光由光纤分束器(14)分成两路分别经第一准直透镜l1(2)、第二准直透镜l2(3)照射试件(4)中测试区段(p
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q)，其反射光分别经第一平面反射镜m1(5)反射、以及第二平面反射镜m2(7)和第三平面反射镜反射m3(6
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)反射，而后这两组反射光经分光棱镜bs(8)后，被相机(10)的成像镜头(9)摄取成像并输入到计算机(11)，第三平面反射镜m3(m3)安装在压电陶瓷相移器pzt(6)上，压电陶瓷相移器pzt(6)连接计算机而受其控制。2.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述激光器(1)发出的激光导入光纤后，经分束器(14)一分为二，通过第一准直透镜l1(2)、第二准直透镜l2(3)准直成两束平行光，以对称的方式入射到试件(4)中测试区段(p
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q)。3.根据权利要求2所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述两束对称入射的激光与试件(4)的轴线位于同一平面内，两束激光相对试件(4)法线的夹角相等，该对称入射光路只对试件(4)沿轴向的变形敏感。4.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述ccd/cmos相机(10)及其成像镜头(9)构成成像系统，相机(10)和成像镜头(9)间通过标准接口连接，成像系统的光轴与激光束在同一平面，正对试件(4)拍摄。5.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述相移剪切，其剪切光路为：将试件(4)上的间隔为标距长度d，其两个观测区域p和q通过剪切光路传输到成像系统中相互叠加，实现剪切干涉。6.根据权利要求5所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述剪切光路包括第一平面反射镜m1(5)、第二平面反射镜m2(7)、第三平面反射镜m3(6
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)、一个分光棱镜bs(8)；第一平面反射镜m1(5)、第二平面反射镜m2(7)位于成像系统光轴的两侧，分别对准观察区域p、q，分光棱镜bs(8)和第三平面反射镜m3(6
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)位于成像系统光轴上。7.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述分光棱镜bs(8)紧靠成像镜头(9)放置，第三平面反射镜m3(6
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)固定在压电陶瓷相移器pzt(6)上，紧靠分光棱镜bs(8)放置，压电陶瓷相移器pzt(6)可根据控制信号推动第三平面反射镜m3(6
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)移动，在剪切光路里引入相移，实现高精度的相移剪切电子散斑测量。8.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：从观察区域p和q反射的激光，经剪切光路传送至成像系统中相互叠加，形成剪切干涉图样，在计算机(11)控制下，压电陶瓷相移器pzt(6)产生相移，而产生的相移干涉图样被计算机(11)采集。9.一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计测量方法，采用根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计进行操作，其特征在于：测量步骤如下：1)、安置测量系统和试件后开机：
激光器发出的激光经光纤分束器一分为二，再由第一准直透镜l1、第二准直透镜l2准直成两束平行光，对称照射到试件表面；两束激光与试件轴向共面，与试件法向夹角皆为θ；2)、实现剪切干涉：第一平面反射镜m1、第二平面反射镜m2位于成像系统光轴的两侧，分别对准试件上的观测区域p和q；分光棱镜bs和第三平面反射镜m3都位于成像系统光轴上，分光棱镜bs紧靠成像镜头放置，反射镜m3紧靠分光棱镜bs放置，反射镜m3固定在压电陶瓷相移器pzt上，压电陶瓷相移器pzt可在控制信号驱动推动第三平面反射镜m3移动，在剪切光路中引入相移；试件上观测区域p处的反射光，先经第一平面反射镜m1反射，再经分光棱镜bs反射，进入成像系统。试件上观测区域q处的反射光，先经第二平面反射镜m2反射，再经第三平面反射镜m3反射，最后透射过分光棱镜bs，进入成像系统；来自试件上p处和q处的反射光，在成像系统中相互叠加，实现剪切干涉；3)、采集相移干涉图像：激光经分束准直后对称照射试件，剪切光路将试件上观测区域p处和q处反射的激光传送至成像系统，在成像系统中相互叠加，实现剪切干涉，成像系统正对试件拍摄，计算机控制压电陶瓷相移器pzt产生相移并通过相机采集相移干涉图像；4)计算试件的应变：计算机根据标准的相移算法从相移图像中计算出相位，再由电子散斑干涉的面内位移测量公式，计算出观测区域p和q之间的相对位移δd，从而计算出试件的应变ε＝δd/d。
技术总结
本发明公开了一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计及测量方法。本引伸计包括激光器、光纤分束器、两条光纤、两个准直透镜、三个平面反射镜、一个压电陶瓷相移器、一个分光棱镜、一个CCD/CMOS相机和计算机，激光器产生的激光由光纤分束器分成两路分别经两个准直透镜照射试件中测试区段，试件上从标距长度两端反射的激光，经由反射镜、分光棱镜、相移器组成的相移剪切光路，进入成像镜头并在相机靶面实现剪切干涉，实现标距长度段的高精度应变测量。本发明测量精度为激光波长的量级，可达0.01个激光波长的精度，测量方法不易环境振动和空气扰动影响。动和空气扰动影响。动和空气扰动影响。
技术研发人员：李凯
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2021/10/29