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偏光應力儀的工作原理是基于應力雙折射檢測，即：玻璃是各向同性體，各方向的折射率相同。如果玻璃中存在應力，各向同性的性質會受到破壞，引起折射率的變化，兩個主應力方向的折射率不再相同，會出現雙折射現象。
雙折射導致材料產生光學相位延遲，其相位延遲值與應力值的關系由下式確定：C為應力光學常數，它是物性常數，僅與玻璃品種有關。只要能測量出相位延遲值，就可以知道材料的內部應力。并且，絕大多數偏光應力儀給出的量值就是相位延遲值。
偏光應力儀的注意事項：
1、儀器中各光學件表面不得用手摸，如有塵土可用毛刷輕輕拂去；
2、根據需要可調節檢偏鏡與起偏鏡之間距離。調好后應用鎖緊螺母鎖緊；
3、試驗結束后需切斷電源，儀器長時間不使用時，應做好保養工作；
4、禁止非試驗人員或對儀器不了解的人員操作；
5、不同試樣的測量請參照相應標準進行；
6、試驗機在操作使用時，避免產生劇烈震動而影響試驗機的精度；
7、為了保護人身安全，試驗機應妥善接地。
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