Messverfahren-Optische Längen & Winkelmesstechnik

Abbildugsfehler:

1. Sphärische Aberration - Eine sphärische Linse beschreibt eine Kugeloberfläche, was zur Folge hat das achsnahe parallele Strahlen in einem Brennpunkt gebündelt sind, wohingegen achsferne Strahlen etwas vor dem Brennpunkt fokussiert sind. Es kommt zu einer Überlagerung des scharfen Kernbildes und eines unscharfen Bildes.
2. Chromatische Aberration - Der Brechungsindex aller Materialien ist wellenlängenabhängig. Verschiedene Wellenlängen werden in verschiedenen Bildebenen scharf abgebildet. Das Licht das die Linse am Rand passiert trägt am Meisten zu diesem Fehler bei.
3. Astigmatismus - betrifft Strahlenbündel, die schräg auf die Linse treffen. Der Querschnitt dieses Strahlenbündels ist in der Schnittebene der Linse elliptisch und besitz daher eine kürzere (sagitale Achse) und eine längere (meridionale Achse). Die Strahlen beider Achsen werden an unterschiedlichen Stellen scharf abgebildet. (Dierser Fehler äußert sich im Abfall der Schärfe zum Bildrand hin.
4. Koma - Ein Asymmetriefehler bei dem achsferne und achsnahe Strahlen einen unterschiedlichen Brennpukt haben, auf Grund eines unsymmetrischen Strahlenverlaufes.             --> Hat zur Folge das der Bildpunkt "kometenhaft" auseinander gezogen wird
5. Sonstige Bsp. - Bildfeldwölbung, Verzerrung

• Schattenprojektion: Infrarot Sender, der die Kanten eines Messobjektes auf ein CCD projeziert. Die Hell-Dunkel und Dunkel-Hell Übergänge werden dann ausgewertet.            --> damit ist z.B. die Bestimmung von Bauteildurchmessern möglich
• Lasereigenschaften: monochrom, geringe Divergenz, Kohärenz, hohe Strahlintensität, ultrakurze Lichtpulse möglich
• spontane Emission: unkorreliert & ungerichtet ;  induzierte Emission: korreliert & gerichtet
• Kohärenz: zeitlich konstanter Phasenunterschied bei zwei Wellenfronten --> führt zu konstruktiver oder destruktiver Interferenz
• Interferometer: unbekannte Wellen werden mit Standardwellen verglichen durch Interferenz ensteht ein Muster das elektronisch oder photographisch aufgenommen wird; Bsp: (Mach-Zehnder Interferometer & Michelson Interferometer)

         Wichtige optische Messverfahren:

• Optischer Längentaster - Autofokussensor: Der Strahl einer Laserdiode wird über eine Kollimatorlinse und ein bewegliches Objektiv auf die Oberfläche eines Messobjektes geführt. Der Strahl wird reflektiert und über einen Strahlteiler und ein Prisma auf eine Diodenzeile abgebildet, welche ein Signal in Abhängigkeit des Leuchtflecks weiterleitet, um das Objektiv so zu verschieben das der Durchmesser des Leuchtflecks minimal wird und der Brennpunkt genau auf der Objektoberfläche aufliegt. Gemessen wird der Weg den das objektiv verschoben werden muss. --> (hohe Genauigkeit)
• Lasertriangulation: Ein nahezu paralleler Lichtstrahl einer Laserdiode wird auf ein Messobjekt gerichtet. Dort entsteht ein heller Lichtfleck der von einem positionsempfindlichen Detektor abgebildet wird. Aus dem Abbildungsort kann der Auftreffpunkt des Leuchtflecks bestimmt werden. ( Dient zur Abstands & Längenmessung)
• Streifenprojektion