Poznavanje polnega napetostnega tenzorja na površini vibrirajoče strukture je ključno za validacijo konstrukcije in za oceno dobe trajanja pri vibracijskem utrujanju, vendar obstoječe eksperimentalne metode omogočajo le točkovne ali nepopolne podatke o napetostih. Infrardeče kamere na osnovi termoelastičnega pojava omogočajo brezkontaktno merjenje površinskih napetosti po polnem polju, vendar izmerijo le prvo invarianto napetostnega tenzorja (vsoto normalnih napetosti na prosti površini, σ_xx+σ_yy). Posamezne napetostne komponente (σ_xx, σ_yy, τ_xy), ki so potrebne za popolno identifikacijo napetostnega stanja na površini, iz ene same termoelastične meritve niso določljive. V članku je predstavljena metoda, ki iz meritev s termoelastično kamero na strukturi, vzbujani prek podlage, identificira polje močnostnih spektralnih gostot (PSD) vseh ravninskih napetostnih komponent; demonstrirana je na tankih, izotropnih, kovinskih ploščah v adiabatnih pogojih. V prvem koraku se s karakterizacijsko meritvijo identificirajo hibridne napetostne modalne oblike, ki vsebujejo vse komponente ravninskega napetostnega stanja; pridobljene so z združitvijo meritev termoelastične kamere s poenostavljenim modelom končnih elementov po metodi SEMM. V drugem koraku, med obratovanjem pri širokopasovnem naključnem vzbujanju podlage, se odziv kamere projicira na te modalne oblike in razširi v PSD polnega napetostnega tenzorja. Metoda je eksperimentalno potrjena na vpeti aluminijasti plošči, kjer so identificirane prostorsko razločene napetostne PSD vseh treh ravninskih komponent (σ_xx, σ_yy, τ_xy). Prva invarianta σ_xx+σ_yy je po polnem polju izmerjena eksperimentalno, posamezne komponente σ_xx, σ_yy in τ_xy pa so rekonstruirane z eksperimentalno korigirano modalno ekspanzijo, ki ji razmerja med komponentami zagotavlja napetostna baza modela končnih elementov.