1.英国IMETRUM公司
英国Imetrum公司，2003年从英国布里斯托大学分出，成立独立的公司。公司15年致力于非接触式视频精确测量领域的研究和开发工作，使其成为这一领域的佼佼者。非接触式应变位移视频测量仪于2007年投入市场，以其非接触式、实时监测和高精度等优势，很快被广泛应用于各大院校、科学研究所和企事业单位，在国防和军工单位也有大量的客户。
比如：NPL（英国物理实验室）
AWE（英国原子武器研究所）
MBDA（欧洲导弹集团）
Airbus（欧洲空中客车公司）
RollsRoyce（劳斯莱斯）
ThyssenKrupp（蒂森克虏伯）
采用高分辨数字工业摄像机，并选用合适的镜头，视频测量仪器可以对小到1mm、大到超过100m的被测物进行测量。
此仪器采用亚像素技术。亚像素技术，是一种图像计算方法，一般情况下，图像的小单位是像素，即是说，图像是有一系列的像素点组成。但是，利用这种亚像素技术，可以将一个像素再进行细分，认为一个像素是有多个亚像素组成。比如：通过一种计算方法，可以把一个像素细分成10个亚像素，这样的话，可以识别的小单位由原来的一个像素，变成1/10个像素，那么测量精度也就提高了10倍。此仪器在测量小试样的时候，可分辨1/500个像素。
视频测量仪器利用英国Imetrum公司的图像计算方法，利用亚像素技术，可精确测量摄像机图像上目标点的位置。不需要设定专门的目标点。比如以下特征点都可以用做测量的目标点。
l自然的纹理（比如：建筑物的表面特征）
l标记笔做的标记
l喷漆产生的斑点
在Imetrum视频分析软件中，用户可以任意指定一系列的目标点，系统将准确跟踪视频中这些目标点的位置，从而达到测量应变和位移的目的。
3.1 功能
准确跟踪视频中指定的目标点的位置，一个目标点相当于一个位移传感器，两个目标点相当于一个应变传感器。
2可实时精确测量二维参数：
?位移应变
?距离角位移
?速度加速度
?泊松比
?应力/应变曲线、模数（需要另外提供载荷信号）
2可实时测量多个目标点，目标点的数量取决于所用计算机的性能。
2可同步测量多个参数；比如：同时测量位移、变形、泊松比等等。
2可拍摄实验过程，后期对录像进行再分析。
3.2 优点（与传统接触式传感器相比）
非接触式应变位移测量仪与传统的传感器相比，在保证测量精度高（应变精度5个微应变，位移精度0.05微米）的情况下，可以进行：
非接触式测量动态实时测量同步多点测量同步测量多个参数 |
此仪器可以解决接触式传感器普遍遇到的一些问题。比如：小试样、大变形、表面光滑等等。具体区别见下表：
非接触式应变位移测量仪 | 传统传感器（如：引伸计、应变片等） | ||
性能 | 可能遇到的问题 | ||
工作方式 | 非接触式 | 接触式 | 打滑（特别是在疲劳试验时） 无法固定在试样上 试样断裂可能损坏传感器 |
测量对象 | 所有材质的试样； 试样尺寸范围广 | 常规尺寸的材料 | 特殊材料无法测量 小试样无法测量 大试样需要贴大量应变片 |
测量量程 | 任意设定标距： 从几个毫米，到几米均可 | 容易超出量程 | |
测量环境 | 宽泛：高温、潮湿、高速等 | 常规条件 | |
测量方向 | 平面内任意方向 多点同时测量 | 单一方向 | 测量不同方向需要更多的应变片 |
可测参数 | 位移、应变、泊松比等等 | 一种传感器实现一种功能 | |
非接触式应变位移测量仪，可以解决接触式传感器存在的以上问题。
4.用途及测量案例
非接触式应变位移测量仪可以动态实时测量应变、位移、泊松比等等。广泛应用于：材料测试领域、结构检测领域、组合件测量领域。
4.1 材料测试领域
4.1.1 测量精度（材料力学测试）
在材料领域里，主要是用于测量小试样的变形。广泛应用于各种力学试验机上，作为一种非接触式的多点式引伸计进行使用。
这时采用材料测试专用镜头，非接触式应变位移测量仪的测量精度为：
应变：5个微应变
位移：0.05微米
4.1.2应用领域
l各种材料的力学测试（可与试验机相连）。
比如：金属、塑料、橡胶、复合材料、高分子材料、混凝土、皮革、光纤、薄膜、木材、岩土、生物材料等等
l可调整标距
l可实现测量信号的反馈控制
比如：与疲劳试验机相连，实现应变信号的反馈控制。
l特殊条件下的测量：
高温测量：800度以上时，可能需要滤光片
高速冲击、高频振动：需要高速摄像机
损伤和破坏性实验：
疲劳试验、测泊松比、裂纹的繁衍等等
4.1.3与各种试验机结合使用
非接触式应变位移测量仪能够与试验机结合使用，可测量：
应力-应变曲线弹性模量泊松比等等。
视频测量仪利用一个数字/模拟输入/输出模块，可以将测量数据以数字或者模拟信号的方式实时输出，以供其它设备使用。从而能够与大多数力学实验机结合使用
4.1.4 材料力学测试案例
（1）小尺寸试样
螺栓
纤维材料
头发丝细
（2）压缩试验
（3）疲劳试验
优势：
2视频测量仪不会出现打滑现象；传统的引伸计容易出现打滑
2视频测量仪可长时间的工作；传统的应变片无法长时间工作
2视频测量仪可实现测量信号的反馈控制。
（4）高温试验
视频测量仪的视频捕捉部分
观察窗
（5）断裂、高速冲击力学测量
非接触式应变位移测量仪与高速摄像机相结合，可用于研究断裂瞬间试样变形、高速冲击碰撞瞬间变形。
非接触式视频测量仪的分析软件，可以对高速摄像机拍摄的非压缩avi格式的视频进行测量，可很容易得到实验过程中的应变和位移。
（6）混凝土材料
（7）微观力学测试
非接触式视频测量仪与显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、扫描探针显微镜（SPM）相结合，可以实现纳米测量。
通过采集这类显微镜下的图像，结合视频分析软件，可以对这些微观图像进行测量分析。从而达到测量变形的目的。
4.2 结构监测
利用非接触式应变位移测量仪，可以测量几米甚至上百米的结构件的变形和位移。具有一下优势：
非接触式测量精度高多角度多点同步动态测量 |
可同时连接8台摄像机，即可同时对8个面进行测量。
4.2.1功能：
l24小时监测
可以实现测量数据的长距离光纤传输或者无线传输。
l不定期监测
可保证每次测量数据的连贯性。
4.2.2监测参数：
l动态挠度
l位移、应变
l速度、加速度、弯曲度
4.2.3测量精度（大型结构监测）
非接触式应变位移测量仪的测量精度和摄像机采集的视场大小有关，位移分辨率为视场大小的十万分之一，可达到二十万分之一。比如：
采用焦距为50mm的镜头(镜头可根据实际需求，进行调配)，则测量精度为：
物距/米 （摄像机到被测物距离） | 位移测量精度 （毫米） |
1m | 0.0012mm |
10m | 0.012mm |
100m | 0.12mm |
1000m | 1.2mm |
4.2.4应用领域举例：
l风洞试验振动台
l桥梁、建筑、钢结构、井架
l航空航天
l堤坝、烟囱、电站
4.2.5结构监测案例
（1）风洞试验
在航空航天领域、土木结构领域，需要研究空气动力学、建筑桥梁抗风性能，这些都需要做风洞试验，以便在模拟的气流条件下，测量飞行器的飞行能力；或者建筑、桥梁等的抗风能力。
为了减轻对风洞中气流的影响，采用非接触式的测量仪是的选择。
非接触式应变位移测量仪可以在风洞外，透过透明的玻璃，对风洞内的被测物进行测量。
采用多个摄像机，可实现多角度，多点同步测量。
（2）震动台
（3）钢结构、建筑、桥梁
在测量钢结构、桥梁、建筑的时候，无需在被测物体上做标记点，因为这些大型结构表面的天然纹理就可以当做标记点。
4.2.6优势
(a)安装省时、简单（安装少于30分钟）
非接触式应变位移测量仪是属于便携式测量仪，非常方便携带及安装。
(b)同步测量上百个点
目前，市场上有其它类型的非接触式的测量仪，但是，能够同时测量多个被测点的测量仪却非常少。
(c)可测量X、Y两个方向上的参数
视频测量仪可以测量二维平面上任何方向上的参数。
(d)无需做标记点
此仪器采用图像散斑识别技术跟踪被测点，在进行结构监测时，一般被测物表面存在灰度不均匀的纹理，这些天然的纹理就可以作为被测目标点，而无需再贴任何标记。当然，也可以贴标记点作为被测点。
(e)测量精度高
被测距离100米的时候，测量精度可达到0.12毫米。
(f)测量数据处理简单
非接触式应变位移测量仪测量得到的结果，可以以文本格式存储，可利用Excel、Original等软件进行作图或处理。
(g)可对拍摄的录像，进行后续处理，使您能够对被测物进行更为详细的分析。
5.1．设备工作环境
电源：交流电220V 50Hz
操作系统：Windows2000/XP
5.2．工作方式
非接触式
5.3．测量精度
测量位移和应变的精度取决于：摄像机的有效像素和视场的大小。
?大型结构测试的分辨率（采用高分辨镜头）：1/100至1/200个像素
位移分辨率：10微米（以1米的视场为例）
应变分辨率：20个微应变
?材料测试的分辨率（用特制的材料测试专用镜头，25mm的视场）：1/500个像素
位移分辨率：0.05微米
应变分辨率：5个微应变
5.4．测量准确性
仪器测量的准确性分为位移和应变两个方面。
1．位移的准确性
在测量位移方面，视频测量仪器与一个已校准的千分表相对比，两个设备的测量结果误差在1％。此实验有空客公司独立操作。
2．应变的准确性
在测量应变方面，视频测量仪器与一个已校准的应变片相对比，两个设备的测量结果误差在0.5％。
5.5．采样频率
设备的采样频率取决于摄像机的拍摄频率，可根据实际需求进行调整。
标准配置设备的采样频率为15Hz。
5.6．测量数据处理
- 测量结果可以通过数模转换模块，与拉伸机相连。
- 可以文本方式记录测试结果，便宜导入Excel，进行分析。
- 可以以数据曲线的方式，实时显示测量结果。
- 测量结果，数据简单，部分参数的测量，无需进行标定。
5.7．可扩展性
- 系统支持8个视频通道的输入，即可同时连接8台摄像机。
- 支持的摄像机端口：USB2.0以上接口或者Fireware接口
5.8．与其他设备结合使用
USB数字&模拟输入&输出模块：利用此模块，可以将外部其他设备的测量信号输入进来，也可以将此设备的测量结果以数字或者模拟信号的方式，输出给其他设备，以供外部设备使用。
利用此模块可以与拉伸机或MTS机结合使用。
5.9．软件分析功能
(a)实时动态分析
实时同步测量多个参数。比如：同步测量不同点的位移和应变。
(b)后处理功能
利用设备的分析软件，可以对任何非压缩式AVI格式的视频文件，进行分析处理。
整套设备包括：
?英国Imetrum视频分析软件
?视频采集部分
?其他配件
以下是主要设备的技术参数：
1)专用CCD部件
性能指标：
-成像设备：1/2’’黑白逐行扫描CCD
-有效成像：1280×960像素
-像素尺寸：4.65mm×4.65mm像素大小
-帧率：每秒钟15，7.5，3.75，或者1.875帧。
-曝光时间：快门速度1/10000s到17.5s
-触发输入：TTL，>10ms脉冲时间
-1394a Fireware接口连接电脑
2)镜头
整套设备将配备高分辨镜头和材料测试专用镜头。
高分辨镜头：主要应用于测试大型结构或者组合件。
高分辨镜头 | ||||||||||
焦距(mm) | 小物距(mm) | 物距(mm) | 小物距 | 1m物距 | ||||||
视场(mm) | 位移分辨率(μm) | 应变分辨率(με) | 测量长度(mm) | 视场(mm) | 位移分辨率(μm) | 应变分辨率(με) | 测量长度(mm) | |||
25 | 148.3 | ∞ | 35.3 | 0.35 | 20 | 9-26 | 238 | 2.4 | 20 | 60-179 |
50 | 191.8 | ∞ | 22.8 | 0.23 | 20 | 6-17 | 119 | 1.2 | 20 | 30-89 |
材料测试专用镜头：专门应用于材料实验，它比高分辨镜头提供更高的分辨率和测量精度。
材料测试专用镜头 | |||||
物距(mm) | 视场(mm) | 小测量长度(mm) | 测量长度(mm) | 异面距离(mm) | 应变分辨率(με) |
543 | 25 | 6 | 19 | 5 | 5 |
3)USB数字&模拟输入&输出
此设备提供数字和模拟信号的输入和输出
模拟输入：通道：16单/8双
分辨率：16位
电压范围：+/-0.2V到+/-10V
模拟输出：通道：2
分辨率：16位
电压范围：+/-10V
数字输入：通道：4
逻辑电平：TTL
数字输出：通道：4
逻辑电平：TTL
通过USB连接到电脑
