数字散斑相关法（DSCM）测量物体面内位移
一．实验目的
1．了解和掌握DSCM测量物体面内位移的方法和技术；学会用DSCM方法测试试件的面内位移。
2．
二．实验器材和装置
实验试件为方形橡皮。试验器材有：光源、CCD、图象卡、监视器、计算机及软件。光源为白光，由光纤灯产生。计算机及软件主要由图象采集、相关运算、数据处理等软件模块组成。实验装置和光路如图1所示。
图1
数字散斑相关方法测量示意图
三．DSCM的基本原理
如图1所示，当白光照射到橡皮粗糙表面时，形成随机分布的散斑，用CCD记录散斑图。物体表面的散斑随着物体的变形而运动，分析变形前后的散斑图，得到散斑沿U和V方向的相对位移，既物体沿横向和纵向的相对变形。变形前后的两幅散斑图存在相关性。在变形不大的情况下，物体表面的散斑场的灰度变化可以忽略不计。设（x，y）是变形前的一点，
uuxxuxyxy（x，y）是变形后的相应点，两者的关系为：vvyyvxyxy
用函数F（xi，yi）表示变形前某一点（xi，yi）处的灰度值，G（xI，yi）表示变形后对应点（xI，yi）处的灰度值，由概率与数理统计理论可知，两者的相关系数为：
1
fC
fxyfgx
msmsi1j1ijmsms2msmsi1j1ij
i
yjg
i



fxyfgx
i1j1
yjg

2
根，分子为两者的相关矩，f和g分别为fxiyi和gxiyi的平均值。只要两者相关，则以位移为变量的相关函数Cuv曲面为一单峰曲面。当位移UV分别固定时，C则为一正态分布曲线。
其中0≤C≤1；C1时两者完全相关；C0时两者完全不相关。分母分别为两者的均方
四．实验内容
1．2．光路A。调整光路，将试件中间两倍高度以上的区域放入CCD视场中，在三点弯曲试验过程中采集散斑图，分析三点弯曲过程的材料的变形规律。光路B。调整光路，放大视场，仅取试件中部下方的微小区域（宏观上为可也认为是一点）。采集三点弯曲过程中的散斑图，计算V场，此时V场的平均值近似等于试件的弯曲挠度f，则试件的弯曲弹性模量Ef为：
PL3Ef4bh3f
式中：ΔP载荷与挠度曲线上初始直线段的载荷增量，N；Δf对应于ΔP的试件跨度中点处的挠度增量，mm；本实验用V值代替。L跨度，mm；b试件宽度，mm；h试件厚度，mm。
五．实验步骤
1．2．3．4．5．6．7．把试件r