[发明专利]基于非接触式扫描测量的应变计动态校准方法及装置

权利要求书

1.基于非接触式扫描测量的应变计动态校准方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、调节振动激励器的控制器输出达到所需的振动频率f，调节振动激励器功率放大器输出达到所需幅值；通过振动激励器使悬臂梁保持稳定频率的正弦振动状态；

步骤二、在悬臂梁表面沿着梁的轴向选取等间距的N个测量点，测量点的坐标为X_n，其中n＝1～N；通过扫描式激光测振仪依次扫描每一个测量点，得到每个点的时间和梁在振动方向位移关系曲线W＝f(t)；所述每个点的测量要求是：在一个点连续测量，其采样频率大于振动频率100倍以上，测量时间大于10个振动周期，连续采集获得M个位移数据，通过对M个位移数据进行正弦拟合获得时间位移曲线W_n＝A_nsin(2πft+θ_n)；其中，W_n为第n个测量点在t时刻的竖直坐标，A_n是振动幅值，t为时间，f为振动频率，θ_n为振动相位；

步骤三、根据步骤二得到的各测量点的挠度状态(X_n，A_n)，拟合悬臂梁表面的峰值挠度曲线：

其中，Y(x)为横坐标x处的挠度值，x为悬臂梁上任意一点沿轴向距悬臂梁固定端的距离；r_i为拟合系数，p为拟合阶数，X为悬臂梁的固定端沿轴向的坐标；

步骤四、将挠度峰值曲线换算为应变峰值曲线：

其中h为悬臂梁厚度的一半，d²Y(x)/dx²表示Y(x)对x的二阶导数；

步骤五、悬臂梁校准区域的标准应变为：

ε(t)＝ε_max(X_s)sin(2πft+β) (3)

其中X_s为被校应变计中心点的横坐标，ε_max(X_s)为X_s处的应变峰值，β为悬臂梁振动的初始相位；

被校应变计安装在悬臂梁校准区域内，将被校应变计的输出值与标准应变值进行比较，即实现动态应变校准。

2.基于非接触式扫描测量的应变计动态校准装置，用于实现如权利要求1所述的基于非接触式扫描测量的应变计动态校准方法，其特征在于：包括振动激励器、悬臂梁、扫描式激光测振仪和数据采集系统、数据处理系统；悬臂梁一端安装在振动激励器的运动台面上，另一端连接在固定支座上，构成动态应变激励系统；扫描式激光测振仪与数据采集系统连接作为动态应变溯源系统；被校应变计安装在悬臂梁上表面，输出经过信号调理后由数据采集系统进行采集；扫描式激光测振仪沿悬臂梁上表面的轴向进行扫描测量，将被校应变计所在区域扫描测量得到的标准应变值与被校应变计的输出值进行比较，即实现动态应变校准。

3.如权利要求2所述的基于非接触式扫描测量的应变计动态校准装置，其特征在于：为提高激光扫描测量的信噪比，所述悬臂梁上表面粘贴反光膜，扫描过程中，扫描激光测振仪发出的激光照射到反光膜上产生的反射光被扫描式激光测振仪接收。