本發(fā)明屬于精密測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于光纖光柵和紅外雙傳感技術(shù)的多物理場(溫度場/應(yīng)變場/振動(dòng))同步精密測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

切削加工過程中伴隨著復(fù)雜的力熱耦合現(xiàn)象，精確地測量加工過程中的溫度場、應(yīng)變場、振動(dòng)(尤其是監(jiān)測切削過程中的顫振現(xiàn)象)，對于加工過程的機(jī)理研究具有重要作用?，F(xiàn)有的加工溫度測量方法主要包括熱電偶法、紅外熱輻射法、具有已知熔點(diǎn)的細(xì)粉末涂層法、熱敏涂料法等；而現(xiàn)有的應(yīng)變測量技術(shù)包括莫爾條紋，熱彈性應(yīng)力分析，激光散斑干涉，以及數(shù)字圖像相關(guān)等方法。

上述現(xiàn)有的測量方法存在以下問題：1)大部分方法只能對切削過程中的平均溫度或有限點(diǎn)位置處的溫度進(jìn)行測量，而且盡管許多研究人員已使用紅外熱像儀法對整個(gè)切削過程中的溫度場進(jìn)行測量，但實(shí)際測量過程中，紅外熱像儀的測量精度低，尤其是對于金屬材料的加工溫度場的測量，金屬的高反射率導(dǎo)致紅外發(fā)射率很低，并且發(fā)射率隨著溫度變化而不同，使得紅外切削溫度場測量誤差大；2)作為通用的應(yīng)變場測量方法—數(shù)字圖像相關(guān)法，其高溫?zé)彷椛鋵鹘y(tǒng)高速數(shù)碼相機(jī)的成像產(chǎn)生干擾，而且數(shù)字圖像相關(guān)法所得到的是位移場，當(dāng)將其轉(zhuǎn)化為應(yīng)變場時(shí)，測量噪聲不可避免地被放大；3)雖然從切削機(jī)理上看，切削過程中的溫度場、應(yīng)變場、振動(dòng)是一個(gè)耦合且不斷相互轉(zhuǎn)換的物理場過程，但是目前沒有資料顯示，有人員從測量的角度對這三個(gè)場進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于光纖光柵和紅外雙傳感技術(shù)的多物理場(溫度場、應(yīng)變場、振動(dòng))測量系統(tǒng)，其利用光纖光柵和紅外技術(shù)構(gòu)建一個(gè)雙傳感器系統(tǒng)，結(jié)合這兩類傳感器的技術(shù)優(yōu)勢，對切削加工過程中溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)進(jìn)行同步精密測量，實(shí)現(xiàn)加工過程中切削區(qū)域附近多種物理場的精密測量，從而有助于切削機(jī)理的研究。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于光纖光柵和紅外雙傳感技術(shù)的多物理場測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖光柵傳感單元、紅外熱像儀傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元和控制處理單元，其中：

所述光纖光柵傳感單元包括彼此相連的光纖光柵傳感器和光纖解調(diào)儀，所述光纖光柵傳感器用于獲得切削加工過程中的溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù)，其粘貼至待測工件上，所述光纖解調(diào)儀與所述控制處理單元相連；

所述紅外熱像儀傳感單元包括彼此相連的紅外熱像儀和數(shù)字圖像采集卡，所述紅外熱像儀用于獲得切削加工過程中的紅外成像數(shù)據(jù)，所述數(shù)字圖像采集卡與所述控制處理單元相連；

所述數(shù)據(jù)采集單元包括帶輸入輸出功能的數(shù)據(jù)采集卡，其輸出端分別與光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀相連，其輸入端與所述控制處理單元相連；

所述控制處理單元用于實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù)以及紅外圖像數(shù)據(jù)的同步獲取，并根據(jù)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù)以及紅外圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的多物理場同步測量。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述光纖光柵傳感器的采樣率為2MHz，其光柵在布點(diǎn)上的空間分辨率小于0.2mm。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述根據(jù)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù)以及紅外圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的多物理場同步測量包括溫度場測量、應(yīng)變場測量和振動(dòng)測量。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溫度場測量測量具體為：通過分布布置的光纖光柵傳感器獲得待測位置處的溫度值，通過紅外熱像儀測量獲得待測位置處的紅外表征溫度，根據(jù)所述溫度值和紅外表征溫度計(jì)算出待測位置處的發(fā)射率；對所述發(fā)射率進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)建模，獲得發(fā)射率空間統(tǒng)計(jì)模型；根據(jù)發(fā)射率空間統(tǒng)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)溫度場的測量。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述應(yīng)變場測量具體為：根據(jù)所述紅外熱像儀(21)測量的紅外數(shù)字圖像獲得應(yīng)變值，根據(jù)所述光纖光柵傳感器(11)獲得待測位置處的應(yīng)變值；根據(jù)紅外數(shù)字圖像獲得應(yīng)變值以及光纖光柵傳感器(11)獲得應(yīng)變值建立貝葉斯信息融合模型，并獲得后驗(yàn)概率密度函數(shù)模型；根據(jù)所述貝葉斯信息融合模型和后驗(yàn)概率密度函數(shù)模型獲得補(bǔ)償后應(yīng)變場值，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)測量區(qū)域的應(yīng)變場精確補(bǔ)償測量。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述振動(dòng)測量具體為：利用分布布置的光纖光柵傳感器以高采樣率獲得待測位置處的應(yīng)變數(shù)據(jù)；對應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行變化，得到應(yīng)變振動(dòng)信號(hào)；根據(jù)應(yīng)變振動(dòng)信號(hào)構(gòu)建整個(gè)測量區(qū)域的三維振動(dòng)場。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述高采樣率具體為2MHz。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明通過研究設(shè)計(jì)包括光纖光柵傳感單元、紅外熱像儀傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元和控制處理單元的多物理場測量系統(tǒng)，以利用光纖光柵和紅外技術(shù)構(gòu)建一個(gè)雙傳感器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)切削加工過程中溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)等多種物理場的同步精密測量，具有結(jié)構(gòu)簡單、測試精度高、測試方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.本發(fā)明利用光纖光柵傳感器的分布式精確溫度數(shù)據(jù)，紅外熱像儀的紅外表征溫度場，通過算法補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)多種加工過程中切削區(qū)域附近的溫度場精確測量，例如車削、銑削、刨削、磨削等不同的加工過程。

3.本發(fā)明利用光纖光柵傳感器的分布式精確應(yīng)變數(shù)據(jù)，紅外熱像儀的紅外圖像，可從時(shí)間域和空間域上對紅外圖像的應(yīng)變場進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測量區(qū)域的應(yīng)變場精密測量。

4.本發(fā)明利用光纖光柵傳感器高頻應(yīng)變信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后獲得應(yīng)變振動(dòng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)其分布式測量的特點(diǎn)，可構(gòu)造出三維振動(dòng)場模型。

5.本發(fā)明實(shí)時(shí)測量獲得的溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)等多物理場，通過大數(shù)據(jù)分析，可將物理場與加工數(shù)據(jù)建立映射關(guān)系，將更好地揭示切削加工機(jī)理。

6.本發(fā)明不局限于加工的應(yīng)用場景，類似的溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)測量，本發(fā)明都具有精確測量的潛在能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多物理場測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明光纖光柵傳感器的布置示意圖；

圖3是本發(fā)明溫度場精密測量的原理圖；

圖4是本發(fā)明應(yīng)變場精密測量的原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于光纖光柵和紅外雙傳感技術(shù)的多物理場測量系統(tǒng)，其主要包括光纖光柵傳感單元、紅外熱像儀傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元和控制處理單元，其中，光纖光柵傳感單元用于實(shí)現(xiàn)溫度、應(yīng)變、振動(dòng)等多個(gè)參數(shù)以及不同測量位置的多參數(shù)分布式測量，紅外熱像儀傳感單元用于實(shí)現(xiàn)加工過程中紅外圖像數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集單元具有多通道的輸入輸出數(shù)字信號(hào)功能，用于實(shí)現(xiàn)不同來源信號(hào)的同步采集，控制處理單元用于實(shí)現(xiàn)對整個(gè)測量系統(tǒng)的控制以及數(shù)據(jù)處理，包括不同來源信號(hào)的軟件/硬件同步，數(shù)據(jù)的記錄和回放，不同來源信號(hào)的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的精密測量。通過本發(fā)明上述各個(gè)單元的相互配合，可實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的精確測量，通過實(shí)時(shí)測量可對切削過程中三個(gè)物理場的變化規(guī)律進(jìn)行分析，并且通過將本發(fā)明所測量的這三個(gè)物理場與切削參數(shù)之間建立映射關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)從大數(shù)據(jù)的角度揭示切削加工機(jī)理。

如圖1所示，光纖光柵傳感單元包括光纖光柵傳感器11和光纖解調(diào)儀12，其中，光纖光柵傳感器11用于獲得切削加工過程中的溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù)(即用于獲得切削測量對象的溫度、應(yīng)變、振動(dòng)響應(yīng)信號(hào))，所述光纖解調(diào)儀12用于將光纖光柵傳感器11獲得的響應(yīng)信號(hào)解析成數(shù)字信號(hào)送入控制處理單元進(jìn)行處理，兩者彼此相連，光纖解調(diào)儀12例如通過網(wǎng)絡(luò)串口與控制處理單元相連。使用時(shí)，將光纖光柵傳感器11粘貼至待測工件7上，光纖光柵的采樣率實(shí)際可達(dá)到2MHz，空間分辨率小于0.2mm。所述光纖光柵傳感單元還包括與光纖解調(diào)儀相關(guān)的輔助測量裝置，例如當(dāng)對車削中的溫度場測量時(shí)，信號(hào)傳輸所需要的旋轉(zhuǎn)光耦合器。

紅外熱像儀傳感單元包括紅外熱像儀21和數(shù)字圖像采集卡22，兩者彼此相連，其中，紅外熱像儀21用于獲得紅外圖像數(shù)據(jù)，數(shù)字圖像采集卡22用于將紅外圖像數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)送入控制處理單元中進(jìn)行處理，其與控制處理單元相連。

數(shù)據(jù)采集單元包括帶輸入輸出功能的數(shù)據(jù)采集卡3，其輸出端分別與光纖解調(diào)儀12和紅外熱像儀21相連，其輸入端例如通過USB端口或串口與所述控制處理單元相連。本發(fā)明選用帶輸入輸出功能的數(shù)據(jù)采集卡3可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)源之間的同步。

控制處理單元用于實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)(即光纖光柵傳感器獲得的切削加工過程中的溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)數(shù)據(jù))和紅外圖像數(shù)據(jù)的同步獲取，并根據(jù)光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的多物理場同步測量，其包括工控機(jī)4和軟件平臺(tái)5。借助于數(shù)據(jù)采集卡3和工控機(jī)上的軟件平臺(tái)5，可實(shí)現(xiàn)光纖光柵和紅外熱像儀信號(hào)源的軟件同步和硬件同步，實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器和紅外熱像儀數(shù)據(jù)的同步采集。

具體的，同步采集采用外部硬件觸發(fā)的形式，例如選用NI 9041數(shù)據(jù)采集卡(8通道雙向數(shù)字輸入/輸出)，分別對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀進(jìn)行外部硬件觸發(fā)。當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，軟件系統(tǒng)通過NI 9041數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送脈沖指令，對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀進(jìn)行外部硬件觸發(fā)采集指令，從而實(shí)現(xiàn)對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀的數(shù)據(jù)的同步采集。

圖2為光纖光柵傳感器在工件切削區(qū)域的粘貼位置，光纖光柵傳感器和紅外熱像儀在同一溫度場中，光纖光柵傳感器可以方便地實(shí)現(xiàn)分布式測量，圖2中6表示刀具，7表示待測工件，11表示光纖光柵傳感器。光纖光柵優(yōu)選采用如圖2所示的方式布置在工件上，其中，在該布置方式中，共有十五個(gè)短線條，十五個(gè)短線條表示十五個(gè)光柵，是光纖光柵傳感器中的敏感元件(測量溫度、應(yīng)變、振動(dòng)等現(xiàn)象的敏感元件)，分別代表十五個(gè)分布式的測量位置。當(dāng)然也可以用激光直接在光纖上刻蝕不同尺寸和分布的光柵，此時(shí)光柵的空間分辨率可進(jìn)一步降低。

其中，光柵位置的選擇對于測量成功與否至關(guān)重要。光柵位置的選擇主要是依據(jù)溫度場/應(yīng)變場的特點(diǎn)，測量之前需要利用有限元法或解析法對切削加工的溫度場/應(yīng)變場進(jìn)行分析，掌握溫度場/應(yīng)變場的分布情況，然后據(jù)此合適的位置布置光柵。例如在加工過程中，靠近刀具尖端(主變形區(qū)和第二變形區(qū))的小區(qū)域具有較高的溫度/應(yīng)變值和相應(yīng)的梯度值。因此，這些區(qū)域具有較為密集的光柵傳感器，而其它區(qū)域則布置了較為稀疏的光柵傳感器。

下面對本發(fā)明的多物理場測量系統(tǒng)的測試過程進(jìn)行詳細(xì)的描述。

測試前，用酒精對粘貼光纖光柵傳感器的位置處進(jìn)行清洗，保證沒有油污等雜質(zhì)；根據(jù)測量的溫度范圍，選擇合適規(guī)格的光纖光柵傳感器，例如，對于15波段的光纖解調(diào)儀，同一測量通道的一系列光柵，所選擇的波長間隔應(yīng)大于5nm，以避免測量過程中波長的混疊現(xiàn)象；然后選用合適的高溫線性膠將光纖光柵粘貼到測量表面；根據(jù)封裝方式的不同，光纖光柵傳感器可以只測量該位置處的溫度值，或者也可以同時(shí)得到該位置處的溫度和應(yīng)變值。

測量時(shí)，工控機(jī)4和相應(yīng)軟件平臺(tái)5控制光纖解調(diào)儀12、紅外熱像儀22和帶輸入輸出功能的數(shù)據(jù)采集卡3，實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)同步。為了保證兩者的數(shù)據(jù)采集同步，采用外部硬件觸發(fā)的方式，例如選用NI 9041數(shù)據(jù)采集卡8通道雙向數(shù)字輸入/輸出)，分別對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀進(jìn)行外部硬件觸發(fā)。當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，軟件系統(tǒng)通過NI 9041數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送脈沖指令，對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀進(jìn)行外部硬件觸發(fā)采集指令，從而實(shí)現(xiàn)對光纖解調(diào)儀和紅外熱像儀的數(shù)據(jù)的同步采集。

測量后，工控機(jī)中的軟件平臺(tái)5利用光纖光柵傳感器和紅外熱像儀的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)的測量，也可實(shí)現(xiàn)多場耦合測量和大數(shù)據(jù)分析，具體的：

(1)溫度場精密測量：

通過接觸式測量，分布布置的光纖光柵傳感器11對一系列關(guān)鍵位置處的溫度進(jìn)行精確測量，獲得關(guān)鍵位置處的精確溫度值，紅外熱像儀21測量得到紅外表征溫度，軟件平臺(tái)5根據(jù)該精確溫度值和紅外表征溫度，計(jì)算出關(guān)鍵位置的發(fā)射率值；考慮發(fā)射率的空間相關(guān)性，對發(fā)射率進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)建模，即利用軟件平臺(tái)5估計(jì)出整個(gè)測量區(qū)域的發(fā)射率空間分布；最后根據(jù)標(biāo)定出的空間發(fā)射率值及其不確定性，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測量區(qū)域的溫度場補(bǔ)償和精密測量，如圖3所示。

(1.1)假設(shè)T_FBG為FBG(光纖光柵)測量的表面溫度值，該位置的真實(shí)溫度T₀≈T_FBG，對發(fā)射率e_m進(jìn)行在線標(biāo)定：

式中，T_r是紅外熱像儀的指示溫度，T_u是環(huán)境溫度；當(dāng)紅外熱像儀的測量波長范圍是8～12μm時(shí)，n＝3.9889；當(dāng)波長范圍是2～5μm,n＝9.2554對式(1)進(jìn)行微分，可得到發(fā)射率e_m的誤差。

(1.2)令e_m(x)表示測量位置x處的發(fā)射率值，并假設(shè)發(fā)射率具有空間相關(guān)性，且滿足二階平穩(wěn)和本征假設(shè)，則未測量位置x₀處的發(fā)射率e_m(x₀)，可通過下式的空間統(tǒng)計(jì)方法得出無偏最優(yōu)估計(jì)值

式中，為了表達(dá)的簡潔，取f是發(fā)射率的相關(guān)矩陣F中的元素，β是發(fā)射率的空間回歸系數(shù)向量，上標(biāo)*表示向量轉(zhuǎn)置，r是發(fā)射率的空間回歸函數(shù)，H是方差函數(shù)的逆矩陣；式(2)中r、H和F可通過已知的測量位置x處的發(fā)射率值e_m(x)計(jì)算得到，而β是未知參數(shù)，可通過最小二乘法或其他優(yōu)化算法計(jì)算得出。

(1.3)根據(jù)所識(shí)別的發(fā)射率空間分布樣本，實(shí)現(xiàn)溫度場的精密測量：

式中，表示補(bǔ)償后的精確溫度值。

(2)應(yīng)變場精密測量：

首先紅外熱像儀21以低采樣率(紅外熱像儀的采樣率為60Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光纖解調(diào)儀的2MHz采樣率)的方式測量得到紅外影像數(shù)據(jù)，軟件平臺(tái)5利用數(shù)字圖像相關(guān)法(其為現(xiàn)有技術(shù)，在此不贅述)將紅外熱像儀的紅外圖像轉(zhuǎn)換為位移場和應(yīng)變場；利用分布布置的光纖光柵傳感器11以高采樣率(光纖解調(diào)儀的采樣率達(dá)2MHz，時(shí)間采樣率可達(dá)到2MHz，空間分辨率可達(dá)到數(shù)字圖像的子像素精度)方式獲得關(guān)鍵位置處的應(yīng)變值；軟件平臺(tái)5利用貝葉斯信息融合方法在時(shí)間域和空間域兩個(gè)維度上對紅外圖像的應(yīng)變場進(jìn)行精度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測量區(qū)域的應(yīng)變場精確補(bǔ)償測量，測量精度達(dá)到子像素精度，如圖4所示。

(2.1)對于紅外熱像儀21所記錄的數(shù)字圖像，定義x(t)、y(t)為某個(gè)像素粒子在t時(shí)刻的位置，經(jīng)過時(shí)間Δt，該像素粒子的位置為x(t+Δt)、y(t+Δt)，則該像素粒子在x方向和y方向的速度分量u、v可按下式計(jì)算：

此時(shí)，紅外熱像儀21所獲得的應(yīng)變場ε_IR為：

式中，為偏微分處理。

(2.2)假設(shè)ε_FBG為光纖光柵測量應(yīng)變值，ε_IR為式(5)從紅外數(shù)字圖像中所計(jì)算的應(yīng)變值，建立貝葉斯信息融合模型：

ε＝ε_FBG+h_FBG，ε＝ε_IR+h_IR (6)

式中，h_FBG和h_IR分別反映了光纖光柵和紅外技術(shù)所測量的應(yīng)變值誤差，假設(shè)它們都服從均值為零的高斯噪聲，即，以及其中N(，)表示正態(tài)分布。

當(dāng)測量值ε_FBG或ε_IR已知時(shí)，則ε的后驗(yàn)概率密度函數(shù)建模為：

(2.3)給定測量值ε_FBG或ε_IR的情況下，使用概率模型(7)，對ε進(jìn)行極大似然估計(jì)，得到補(bǔ)償后應(yīng)變場值

式中，p(ε|ε_FBG,ε_IR)表示已知測量值ε_FBG或ε_IR情況下的ε的條件概率，可通過全概公式推導(dǎo)得出。

優(yōu)選地，可選用現(xiàn)場可編程門陣列(Field－Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)代替數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字圖像采集卡，將軟件平臺(tái)中的數(shù)據(jù)處理算法硬件化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性。

(3)振動(dòng)精密測量：

分布布置的光纖光柵傳感器11以高采樣率(達(dá)到光纖解調(diào)儀的2MHz采樣率)的方式獲得關(guān)鍵位置處的應(yīng)變值；軟件平臺(tái)5對應(yīng)變時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)分析(其為現(xiàn)有技術(shù)，在此不贅述)，得到應(yīng)變振動(dòng)信號(hào)；軟件平臺(tái)5構(gòu)造整個(gè)測量區(qū)域的三維振動(dòng)場。

(4)多場耦合測量和大數(shù)據(jù)分析：

本發(fā)明將溫度場、應(yīng)變場和振動(dòng)等多物理場實(shí)時(shí)構(gòu)建在一起，軟件平臺(tái)5能夠?qū)@三個(gè)物理場的變化規(guī)律進(jìn)行分析；通過大數(shù)據(jù)分析，軟件系統(tǒng)可將加工參數(shù)和本發(fā)明所測量的多物理場建立映射關(guān)系，從而從大數(shù)據(jù)的角度揭示切削加工機(jī)理。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。