En los sistemas de medición óptica, la ampliación suele malinterpretarse simplemente como "hacer que la imagen se vea más grande". En la práctica, ya sea una máquina de medición por video o un sistema de medición visual, el factor clave que afecta los resultados de la medición es cómo el sistema óptico asigna la geometría física de una pieza al sensor de imagen para el muestreo, no el tamaño de la pantalla. Una máquina de medición por video o cualquier dispositivo de medición óptica obtiene su capacidad de medición de las condiciones adecuadas de captura de imágenes y muestreo, más que de la apariencia visual. Incluso si la imagen se amplía digitalmente en la pantalla, la incertidumbre de la medición no mejorará si las condiciones de muestreo óptico son insuficientes. Por lo tanto, los VMM de alta gama están diseñados con la ampliación óptica como parámetro fundamental.
La ampliación óptica aumenta la densidad de muestreo espacial
En cualquier sistema de medición óptica, el tamaño de píxel del sensor de imagen es fijo. La magnificación óptica modifica la relación entre el tamaño del píxel y el tamaño real de la pieza. Al aumentar la magnificación, la misma longitud física abarca más píxeles en el plano de la imagen, lo que reduce el tamaño físico representado por cada píxel. El borde de la pieza se muestrea con mayor densidad, lo que proporciona al sistema una mayor densidad de muestreo espacial en el lado del objeto. Tanto en las máquinas de medición visual como en las de vídeo, este muestreo más denso reduce los errores de discretización en los datos dimensionales, lo que reduce directamente la incertidumbre de la medición.
La incertidumbre de cuantificación de píxeles se comprime
La cuantificación de píxeles es una fuente inevitable de incertidumbre en la medición basada en imágenes. Con un aumento óptico bajo, un borde puede abarcar solo unos pocos píxeles, y la posición del borde medida es muy sensible al estado de cada píxel. Pequeños cambios en la iluminación, el enfoque o el ruido del sensor pueden afectar significativamente los resultados de la medición. Aumentar el aumento óptico permite que los bordes abarquen más píxeles, lo que reduce la influencia de cualquier píxel individual y mejora la repetibilidad y la estabilidad. Este principio es la razón por la que el aumento se considera cuidadosamente en el diseño de VMM.
El muestreo de bordes mejora la estabilidad de la medición
Los bordes de las piezas rara vez son líneas perfectas; suelen aparecer como transiciones en escala de grises en las imágenes. La ampliación óptica permite muestrear estas transiciones con más píxeles, lo que proporciona datos suficientes para una detección precisa de bordes. En las máquinas de medición por vídeo y los sistemas de medición visual utilizados para piezas de estampación pequeñas, plásticos de precisión o componentes electrónicos, este muestreo mejorado mejora significativamente la consistencia de las mediciones repetidas. La experiencia en ingeniería demuestra que unas condiciones adecuadas de muestreo óptico suelen contribuir más a la estabilidad de la medición que los algoritmos de software complejos.
La medición de subpíxeles se basa en una base óptica
La medición de subpíxeles no permite eludir las limitaciones de píxeles; estima las posiciones de los bordes basándose en la distribución de la escala de grises de varios píxeles. La magnificación óptica aumenta el número de píxeles por unidad de longitud, lo que hace que las transiciones de la escala de grises sean más continuas y mejora la fiabilidad de los subpíxeles. Si la magnificación es insuficiente, ni siquiera los algoritmos más sofisticados pueden reducir significativamente la incertidumbre de la medición. La magnificación digital solo amplía la imagen mostrada, sin añadir puntos de muestreo efectivos, y por lo tanto no afecta la precisión de la medición en máquinas de medición visual o VMM.
Desde una perspectiva de ingeniería, el valor de la magnificación óptica reside en el aumento físico de la densidad de muestreo espacial, lo que mejora la adquisición de información dimensional a nivel de objeto. Por ello, la magnificación óptica es indispensable para controlar la incertidumbre de la medición, algo que el zoom digital o el posprocesamiento por sí solos no pueden lograr. En las máquinas de medición de vídeo y los sistemas de medición visual de alta gama, la magnificación óptica, la densidad de muestreo y el procesamiento de subpíxeles se combinan para determinar la precisión y la estabilidad generales de la medición.
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