Die Herausforderungen der optischen Oberflächenmesstechnik
In vielen Anwendungsbereichen der optischen Messtechnik, hauptsächlich im makroskopischen Bereich, ist die optische Systemauslegung einfach. Man nehme ein optisches Abbildungssystem, digitale Bildaufnehmer und eine umfangreiche Software für die Datenerfassung, Kalibrierung und Auswertung und fertig ist das Messsystem. Im makroskopischen Bereich lassen sich Unzulänglichkeiten des optischen Systems mittel der Software meistens mehr oder weniger „weg kalibrieren“. Dies führt dann für einen gegebenen makroskopischen Anwendungsbereich zu einer Vielzahl von Anbietern, welche für den Kunden nur schwer zu differenzieren sind.
In der mikroskopischen optischen Oberflächenmesstechnik dagegen sind die Dinge grundsätzlich verschieden. Um ein mikroskopisches 3D Präzisionsmessgerät zu realisieren, sind bereits in der optischen Systemauslegung Aspekte der Wechselwirkungen von Licht und Oberfläche bzgl. lokaler Oberflächensteigungen, der Texturierung (Rauheit) und der Reflexionseigenschaften entsprechend zu berücksichtigen. Nur dann lässt sich mit einem entsprechend ausgelegten mikroskopischen Oberflächenmesssystem nicht nur eine hohe Auflösung sondern auch eine hohe Genauigkeit erzielen.
Nur auf diesem Weg werden mikroskopisch optische Oberflächenmesssysteme zu taktilen Messsystemen vergleichbar !
Werden diese Aspekte nicht bereits im Ansatz, d.h. in der optischen Systemauslegung entsprechend berücksichtigt, dann führt dies im Fall der mikroskopischen optischen Oberflächenmesstechnik zu einem unwiederbringlichen primären Informationsverlust, welcher in nicht kalibrierbaren Fehlmessungen resultiert.
Die beiden rechts aufgeführten Bilder zeigen ein Beispiel, wie sich das in der Praxis auswirken kann. Oben ist eine als Referenz anzusehende taktile Messung an einem einfachen Kalibriernormal dargestellt. Unten ist das entsprechende Beispiel eines schlecht ausgelegten optischen Sensors dargestellt. Die mangelnde Systemauslegung führte hier wegen des nicht kalibrierbaren primären Informationsverlustes zu fehlerhaften Aufschaukelungen der feinen Profilamplituden.
