一种激光挠测量系统的实现

　　1引言

　　在经济高速发展的今天，桥梁在社会生活中发挥着重要的作用。桥梁在运营过程中都会产生变形，这些变形在一定限度内，应该认为是正常的，但如果超过了规定限度，就会影响正常使用，并危及建筑安全和人民的生命安全，造成巨大的财产损失，因此在施工和营运期间，总要对其参数进行测量，挠度便是其中关键参数。

　　因此，在桥梁工程中产生了很多挠度测量的方法与仪器，可分为机械式、电测式、光测式。在众多的测量方法中，百分表测量法是较为传统的测量方法，该方法只能进行人工一次性测量，不能自动测量，且操作不方便，有很大的现场应用局限性。

　　另外，光学经纬仪、电子经纬仪、水准仪等也用于桥梁的挠度测量，但也存在不能实现动态连续、自动测量，且安装不方便、操作过程复杂等缺点。

　　随着国内外研究人员不断探索，又出现了散斑成像法、光靶成像法等测量方法，而其中光靶成像法是较具应用前景的挠度测量方法。但由于光靶成像法测量原理的限制，使得测量范围与测量精度相互矛盾，必须牺牲其中一个指标，且测量速度慢，不能适应动态挠度测量的要求。因此，桥梁工程界迫切需要一种能解决上述矛盾的新型挠度测量系统。

　　2一种测f系统的开发

　　为了满足大型结构挠度测量的实际需求，实现较大的测量范围，提供良好的计算机接口，简化数据采集和处理，满足动态实时监测，就要求设计一套新的挠度测量系统。

　　2.1测量原理

　　与成像式测量法相比，投影式测量系统则可以解决光靶测量法存在的矛盾，它利用图像传感器直接接收光信号完成挠度测量。但现有的投影式测量系统也有它的缺点，主要表现在测量范围较小，一般用作光接收器件的PSD光接收芯片长度只有几个厘米，为扩大其测量范围而进行结构改进的代价相当昂贵。

　　如果能够将多个普通光接收芯片连接起来，构成一个长尺寸的光接收器件，便可以实现测量范围的扩展。用这种光接收器件代替或PSD既可增大测量范围，又不改变光接收芯片的分辨率。这是由于组合的光接收器件的每个光接收芯片之间互不影响，因此光接收芯片的分辨率即为组合光接收器件的分辨率。当被测结构与光接收器件的距离较大，而外界杂散光较强时，系统的光接收效果变差。

　　为解决这个问题，可以采取两种方法:加一个大孔径的透镜对光进行汇聚;用小透镜一对一地安装在光接收芯片上，对光进行汇聚。

　　加工大孔径的透镜价格昂贵，使系统的成本增加，且大孔径透镜会引起图形畸变，降低系统的精度，因此该方法不可行。