1.实验背景

应自主研发的Revealer-DIC三维应变测量仪(简称RDIC)位移精度验证需求, 千眼狼光学测量工程师团队在光学影像测量实验室，开展以激光干涉仪为精度计量基准，探究环境干扰、散斑密排度、散斑类型对测量精度影响的科学实验。

2.实验设备

图1 实验设备一览

1）激光干涉仪（Renishaw XL-80，计量院同款）

2）Revealer-DIC三维应变测量仪

3）Revealer-DIC三维应变测量软件

4）标定板与散斑

  圆点标定板               散斑

5）3D位移平台及光学平台及其他辅助设备

3.实验过程与实验数据

3.1 环境干扰实验

第一步:搭建整套系统，如图1所示。

第二步:基于圆点标定板，采用24步标定法做标定。

第三步:控制位移平台从视野最左边逐渐移至最右边再最左边，每移动20mm采集一张图像，并用激光干涉仪获取位移基准数据。

第四步:保持环境不变，采集20帧图片，利用RDIC三维应变测量软件计算位移值，结果与激光干涉仪进行对比。

第五步:增加补光，采集20帧图片，利用RDIC三维应变测量软件计算位移值，结果与激光干涉仪进行对比。

第六步:调节中央空调风速，引起空气扰动，采集20帧图片，利用RDIC三维应变测量软件计算位移值，结果与激光干涉仪进行对比。

以上实验重复5次，数据结果如下。

图2 环境实验测量结果

表1 环境实验与激光干涉仪对比结果（单位：μm）

3.2 散斑密排度实验

前三步同上。

第四步：跟踪并采集不同密排度散斑位移图像，利用DIC三维应变测量软件计算位移值，结果与激光干涉仪进行对比。

图3 散斑密排度示意（左→右，40%-50%-60%-70%-80%）

图4 不同散斑密排度测量结果

表2 不同散斑密排度测量对比结果（单位：μm）

3.3 散斑类型实验

前三步同上。

第四步：统一使用60%密排度，跟踪并采集二值散斑、高斯散斑、蚯蚓散斑的图像，利用DIC三维应变测量软件计算位移值，结果与激光干涉仪对比。

图5 不同类型散斑，左→右，二值-高斯-蚯蚓散斑

图6 不同类型散斑对比结果

4.实验结论

4.1 环境三因素中，按引起误差大小排序，光线变化＞环境震动＞空气扰动，与静止状态误差相比，分别增大26.5μm、20.6μm、12.5μm。

测量提示→保持实验室光线稳定，避免人员走动，室内空调保持匀速运行。

4.2 散斑密排度对精度影响呈两极分化态势，40%、80%密排度下，误差较大，60%误差最小。

测量提示→散斑制作，密排度以60%为宜。

4.3 重建精度横比，高斯散斑和二值散斑精度接近，均优于蚯蚓散斑。对焦横比，二值散斑更容易对焦。

测量提示→优先推荐二值散斑。

（文章来源于千眼狼高速摄像机，如有侵权，请联系删文）