散斑干涉测量技术作为一种全场、高精度、非接触式的现代光学测量方法,在物体三维变形测量、应变分析和无损检测等方面有着广泛应用。传统的散斑干涉三维变形或应变测量系统通常采用分步测量,但对于形变不可重复的物体,往往要求测量系统能够实现三维变形和应变的同步测量。针对以上问题,本文提出了一种基于散斑干涉的三维变形和应变同步测量方法,对该方法技术原理进行了研究与探讨,并搭建实验系统验证了测量的可行性。同时,采用单光源分光型数字散斑干涉三维变形测量的方案,进行了散斑干涉测量系统仪器化的设计与研究。本文的具体研究工作如下:(1)对散斑干涉测量技术的基本原理进行了介绍,推导了三维变形与相位变化的关系,对散斑干涉中的相位提取技术、相位图像处理技术进行了研究与分析。(2)对相位图像处理中的解包裹算法进行了研究,介绍了相位解包裹的基本原理与数学模型,编程实现了几种典型的相位解包裹算法,并对其性能进行了实验对比。(3)提出一种基于散斑干涉的三维变形和应变同步测量方法,使用不同波段的三种激光器作为光源,使用彩色相机采集散斑干涉图像,从单幅彩色散斑干涉图中提取不同照明方向的相位信息,解算出物体的三维变形和三维应变信息。介绍了该方法的基本原理,并搭建试验系统验证了该方法的可行性。(4)采用单光源分光型数字散斑干涉三维变形测量的方案进行仪器化研究,搭建实验系统进行方案验证,进行各类器件的分析与选型,完成整体系统的组装与调试,并进行了实验测试。