在现代材料科学和工程领域，对于材料在受到多次冲击载荷下的性能研究具有重要意义，尤其是在零件的疲劳失效现象及其机理的研究上。在低应力多冲条件下，材料的塑性变形主要集中在表面以下约2毫米的范围内，这导致了对数据采集系统在精度上的更高要求。本文介绍了一种基于MATLAB和高速CCD的多冲试验数据采集系统，目的是提高数据采集精度，满足多冲试验的需求。
介绍的多冲试验数据采集系统由显微放大镜头、高速CCD、1394图像采集卡、微机等关键部分构成。系统通过显微放大镜头对试件端面的变形图像进行放大，并由高速CCD成像并保存。这些图像再通过1394图像采集卡传入电脑，最终利用MATLAB进行图像的滤波、去噪、增加对比度和二值化处理，从而提取每格的变形量和计算出应变值。
在选择高速CCD时，本文强调了CCD的诸多优点，如体积小、重量轻、动态范围大、灵敏度高、分辨率高和可靠性好等，这些都是高速CCD被广泛应用于多个领域的关键因素。例如，在机器人视觉系统、高速粒子成像测速、材料测试等多个场合，CCD都扮演了重要的角色。
文章还提到，多冲试验数据采集系统的采集精度取决于系统的关键环节，包括塑性变形图像的采集和图像处理。采集精度可以达到微米级别，这对于研究材料在低应力多冲条件下的变形特性至关重要。
在MATLAB图像处理程序的实现上，本文强调了数据提取的准确性。由于涉及到高精度的尺寸测量，因此不能依赖于手动点取待测尺寸的软件，而应该在像素级进行。MATLAB作为一款功能强大的图像处理工具，能够通过编程实现自动化处理图像数据，从而提高数据采集的精度和效率。
此外，本文还描述了所选用的高速CCD摄像仪的具体参数，包括分辨率、帧速、动态范围、曝光时间和相机内存等。例如，文中提到的pco.1200hs高速摄像仪，其最高分辨率可达1280×1024，全分辨率下的最高帧速可达636fps，而随着分辨率的降低，帧速会相应升高，最高可达1360fps。通过这些参数，我们能够了解该摄像仪的性能，以便更好地应用于多冲试验数据采集系统中。
为了实现高精度的数据采集，系统还需要考虑试件端面垂直度误差和拍摄误差的控制。在忽略这些误差的条件下，系统可以达到更高的采集精度，满足多冲试验数据采集的要求。
在多冲试验中，研究材料表面下的塑性变形对于理解材料的疲劳失效和宏观变形有着重要的作用。本研究开发的数据采集系统通过高性能的图像采集和处理技术，为深入分析材料的变形特点和疲劳失效机理提供了有效的实验工具。这些系统的开发和应用不仅对于机械工程领域具有重要价值，也为其他科学领域提供了一个强有力的图像处理和数据分析平台。
VIP享7折，此内容立减4.47元 
