在人类文明发展的历史过程中，由于材料性能的不合格造成的大大小小的事故不胜枚举。像1912年泰坦尼克号的沉没，1938年二战前夕英国皇家空军Spitfire战斗机的坠落，1998年德国的铁路惨案……

当一个新的材料从单个产生到行业应用，其中力学性能检测是必不可少的一环。材料受力后会产生变形，变形到一定程度即发生断裂，这种在外载作用下材料发生材料变形与断裂的行为，即为材料的力学性能。

电阻应变片的诞生，让材料的力学性能定量描述成为了现实。金属电阻材料受到外部拉伸力或压缩力时，就被拉伸或缩短，其电阻值亦随之增加或降低。

然而，应变片也有不足的地方，单应变片仅能测量单个方向的应变；大幅面工程测量需采用应变花，但引线非常会增加额外质量；另外，对于特殊材料表面，或者在特殊环境（温度、湿度等）下，应变片有诸多使用限制。

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DIC与传统测量技术

数字图像相关法（DIC）基本原理是摄像机采集物体在同一时刻的散斑图像，经过匹配、重建得到物体表面点的三维坐标，比较这些点在变形前、后的三维坐标变化，得到物体表面点的位移和变形。

与传统传感器（如应变仪）的点测量不同，DIC技术能够对三维变形形状进行全场分析，可以在一个区域内提供来自更多数据点的测量数据，而不会干扰物体本身的自重和载荷情况。

对于测量设备来说，测量精度是至关重要的。DIC技术的精度主要由硬件参数、理论算法、以及测试距离以及视场宽度决定。那么，DIC全场应变测量设备在实际测试中的精度是多少？与接触式应变片测量相比，它的表现又怎么样呢？下面通过一个加压变形测试案例，为大家展示DIC技术的测量精度与数据可靠性。

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，可以测量材料表面及结构的力学表征，通过DIC软件计算输出材料表面的位移场、应变场等数据，可分析材料在加载过程中裂纹萌生、演化、扩展和弹塑性阶段的动态变化，稳定可靠的测试数据有助于科研人员更高效、精确地完成研发测试。

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零部件受压加载变形测试

为了验证DIC技术的测量精度，对结构部件在实际工况下进行抗压强度测试，分析受压加载关键区域的变形情况，通过与应变片比较测量精度情况。

在结构部件表面粘贴应变片，采用XTDIC三维全场应变测量系统进行图像采集，将应变片测试数据与DIC测量结果进行比较，通过实际测试数据验证DIC仪器设备的测量精度。

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DIC测量数据与应变片数采对比

测试过程，首先输出DIC测量应变场，绘制出关键点应变；然后，用DIC测量数据与实际应变片数据进行对比，可以看到XTDIC三维全场应变测量系统输出的数据与应变片值吻合很好，两者应变差别在20με以内。

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DIC测量数据-应变场解算

DIC测量数据-应变场解算

如图所示，在DIC软件中将该点数据导出，可在EXCEL表格绘制出该点应变：

从上图可以看出，结构部件加压一共分为两个阶段，在三个不同位置DIC测量输出的平均应变数据分别为：

在三个不同加压状态下，DIC测量出来的应变数据分别为：0.000285%（0.285微应变）、0.00931%（93.1微应变）、0.0205896（205.896微应变）。

在三个不同加压状态下，对应应变片测出来的数据为：0.206微应变，73.552微应变，217.215微应变（如下面应变片数采图所示）。根据对比，两者应变相差分别为0.085微应变，19.5微应变，11.3微应变，则应变精度相差均在20微应变之内。

静止状态应变片数采图

第一次加压应变片数采图

第二次加压应变片数采图

综上所述，经过三组加压实验测试，新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统测试精度与应变片数采精度验证对比，应变数据大小差距在20个微应变之内。

DIC方法被广泛应用于常规静态测量、高速冲击测量、疲劳全场测量、瞬态振动与模态测量、3D温度场与应变场耦合、微小尺寸材料力学性能测量之中，在科研领域与工程应用领域已经受到了众多科研工作者、工程师的认可。