[发明专利]一种虚拟光学引伸计及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量构件及其他物体两点之间平均线应变的一种仪器及其测量方法，具体涉及一种无需与试件接触即进行可测量并且使用方便、成本低廉的虚拟光学引伸计及其测量方法。

背景技术

引伸计(extensometer)是测量构件及其他物体两点之间平均线应变的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。在测量过程中，传感器直接和被测构件接触。

目前，最常用的引伸计为电阻式引伸计。用此种引伸计测量应变时，将引伸计装卡于试件上，刀刃口与试件接触并将试件变形传递到变形传递杆上，再进一步传递到弹性元件，通过变形传递杆感知应变，粘贴在弹性元件上的应变片感知应变并将其转换为电阻变化量，用适当的测量放大电路将电阻变化转换为电压变化后输出，最终通过测得的电压信号值获得应变的大小。此种引伸计在测量时需接触试件，需要导线引出信号，因此在测量柔性材料变形或者在特殊环境(如高温高压)中测量时存在困难。此外，因为应变片量程有限，且刀口间要有一定的距离，此种引伸计也不能测量微小试件的变形，在测量大变形时也存在问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无需与试件接触即进行可测量并且测量精度高、线性度好和节省安装空间的虚拟光学引伸计及其测量方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种虚拟光学引伸计，包括图像采集模块和计算机，所述计算机设置有图像处理模块、数据处理模块和结果输出模块，所述图像采集模块与计算机连接，所述图像采集模块将采集到的原始图像传送到计算机，所述图像处理模块从原始图像中提取标记点图像，所述数据处理模块根据所提取的标记点图像进行计算并将结果通过结果输出模块进行输出。

作为优选，所述图像采集模块与计算机通过USB接口连接。

所述图像采集模块为CCD相机。

CCD相机为以电荷耦合器件作为光敏感器和光电转换器的遥感用相机。CCD英文全称为Charge-coupled Device，中文全称为电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高；CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号；CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号；经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。

本发明的虚拟光学引伸计的测量方法包括以下步骤：

1)在待测试件上标记两个标记点；

2)图像采集模块实时记录包含这两个标记点的图片；

3)图像处理模块通过滤波、二值化分割、区域选择和图像的闭运算从原始图像中提取标记点图像；

4)数据处理模块首先根据以下公式计算标记点的灰度重心坐标