Nei sistemi di misura ottici, l'ingrandimento è spesso erroneamente inteso come un semplice "ingrandimento dell'immagine". In pratica, che si tratti di una macchina di misura video o di un sistema di misura visivo, il fattore chiave che influenza i risultati di misura è il modo in cui il sistema ottico mappa la geometria fisica di un pezzo sul sensore di immagine per il campionamento, non le dimensioni del display. Una macchina di misura video o qualsiasi dispositivo di misura ottico deriva la capacità di misura da condizioni di imaging e campionamento adeguate, piuttosto che dall'aspetto visivo. Anche se l'immagine viene ingrandita digitalmente sul display, l'incertezza di misura non migliorerà se le condizioni di campionamento ottico sono insufficienti. I VMM di fascia alta sono quindi progettati con l'ingrandimento ottico come parametro fondamentale.
L'ingrandimento ottico aumenta la densità di campionamento spaziale
In qualsiasi sistema di misura ottica, la dimensione dei pixel del sensore di immagine è fissa. L'ingrandimento ottico modifica il rapporto tra pixel e dimensione effettiva del pezzo. Aumentando l'ingrandimento, la stessa lunghezza fisica copre più pixel sul piano di acquisizione, riducendo la dimensione fisica rappresentata da ciascun pixel. Il bordo del pezzo viene campionato più densamente, conferendo al sistema una maggiore densità di campionamento spaziale sul lato dell'oggetto. Sia nelle macchine di misura visiva che in quelle video, questo campionamento più denso riduce gli errori di discretizzazione nei dati dimensionali, riducendo direttamente l'incertezza di misura.
L'incertezza della quantizzazione dei pixel è compressa
La quantizzazione dei pixel è una fonte inevitabile di incertezza nelle misurazioni basate sulle immagini. A basso ingrandimento ottico, un bordo può estendersi solo su pochi pixel e la posizione del bordo misurata è altamente sensibile allo stato dei singoli pixel. Piccole variazioni di illuminazione, messa a fuoco o rumore del sensore possono influenzare significativamente i risultati delle misurazioni. Aumentando l'ingrandimento ottico, i bordi possono estendersi su più pixel, riducendo l'influenza di ogni singolo pixel e migliorando ripetibilità e stabilità. Questo principio è il motivo per cui l'ingrandimento viene attentamente considerato nella progettazione del VMM.
Il campionamento dei bordi migliora la stabilità della misurazione
I bordi dei pezzi raramente sono linee ideali; di solito appaiono come transizioni in scala di grigi nelle immagini. L'ingrandimento ottico consente di campionare queste transizioni con un numero maggiore di pixel, fornendo dati sufficienti per un rilevamento preciso dei bordi. Nelle macchine di misura video e nei sistemi di misura visiva utilizzati per piccoli pezzi stampati, materie plastiche di precisione o componenti elettronici, questo campionamento migliorato aumenta significativamente la coerenza delle misurazioni ripetute. L'esperienza ingegneristica dimostra che adeguate condizioni di campionamento ottico spesso contribuiscono alla stabilità della misurazione in misura maggiore rispetto a complessi algoritmi software.
La misurazione dei subpixel si basa su fondamenta ottiche
La misurazione subpixel non è un modo per aggirare le limitazioni dei pixel; stima la posizione dei bordi in base alla distribuzione della scala di grigi di più pixel. L'ingrandimento ottico aumenta il numero di pixel per unità di lunghezza, rendendo le transizioni della scala di grigi più continue e migliorando l'affidabilità dei subpixel. Se l'ingrandimento è insufficiente, anche gli algoritmi più sofisticati non possono ridurre significativamente l'incertezza di misura. L'ingrandimento digitale ingrandisce solo l'immagine visualizzata, senza aggiungere punti di campionamento effettivi, e quindi non influisce sulla precisione di misura nelle macchine di misura visiva o nei VMM.
Da una prospettiva ingegneristica, il valore dell'ingrandimento ottico risiede nell'aumentare fisicamente la densità di campionamento spaziale, migliorando l'acquisizione di informazioni dimensionali a livello di oggetto. Per questo motivo, l'ingrandimento ottico è indispensabile per controllare l'incertezza di misura, un obiettivo che lo zoom digitale o la post-elaborazione da soli non possono raggiungere. Nelle macchine di misura video e nei sistemi di misura visiva di fascia alta, l'ingrandimento ottico, la densità di campionamento e l'elaborazione subpixel interagiscono per determinare la precisione e la stabilità complessive della misura.
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https://www.jatentech.com/blog/multi-angle-illumination-optical-measuring-machines