光学仪器分辨率

光学仪器分辨率是指光学仪器在测量图像中投影的距离或位置的大小。分辨率的单位是厘米或毫米级（单位为毫米),与被测物体表面的大小有关。分辨率以米为单位地表示。其主要内容有像素点(lndc)、像素点(lndk)、视角(lndc)等。

光学仪器分辨率

分辨率是测量物体表面大小的一个重要参数，它与物体表面的大小成正比。光学仪器测量物体表面尺寸时，往往用分辨率来表示物体表面的大小，从而得到物体不同的大小。例如，一架照相机用一张纸来代替玻璃来进行成像。如果纸张上的纸都不一样长或是宽。那么测量物体表面尺寸时，就会用到这个参数。用厘米或者毫米来表示物体的尺寸时，会用到分辨率这个参数。

光学仪器分辨率

1、测量物表面大小时，必须首先要明确，其大小不是精确的数字，而是一种近似数值。

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这就要求用分辨率来进行控制，精度要高于0.01毫米，而不能高于0.0001毫米。这样才能保证测量的结果准确无误。所以分辨率一般是指测量物表面大小时的误差值。
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2、通常，测量物表面的大小时，所用的数据越精确越好，但所要用到的数据越小，所以，用单位毫米来表示时就必须使用厘米级。
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例如，在用厘米级来测量时，需要用到毫米来表示，因为毫米测量的是标准长度，而厘米级测量则是按照毫米计算的精度来计算。而在用厘米来计算时，为了保证测量结果的可靠性，必须以毫米来进行计算。用毫米表示的时候，是以毫米作为单位“厘米”来计算。而用厘米级表示时，则要用厘米来计算。

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3、如用厘米(mm)表示物体的尺寸时，在一个小物体上的测量值不一定是厘米(mm),而是厘米(mm)表示。

因此，在一张白纸上，在一张纸上成像的距离就是在厘米。测量厘米(mm)与其面积的比值就是厘米(mm)之间的距离。例如，在玻璃容器上用厘米来表示，玻璃容器长20厘米，直径25厘米。那么就可以用每平方米玻璃容器所用的宽度作为该容器高度。

分辨率是物体投影的距离或位置的大小，是一个具有一定参数的量，其大小与分辨率有关。分辨率不同，投影的距离或位置大小也不同，因此，测量时要注意保持影像的完整性和准确度。由于分辨率的测量是通过测量被测物的位置或距离来实现的，因此必须准确地计算被测物的空间位置或距离大小才能得到正确客观的测量结果，因此在计算时必须严格地遵循正确的测量要求。否则，会导致测量结果的错误。为了确保准确地测量要求，测量前必须了解被测物的位置大小、空间位置等有关信息。

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1、要求被测物的形状符合测量要求，以便于准确地计算其距离。
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测量中，必须确保测量数据的准确性，否则会导致测量结果的不准确。同时，还必须保证被测物之间有一定的距离以便于计算。例如，为了计算被测物外表面间的距离，需要用 X射线衍射光谱仪来测量。 www.qwbaike.cn
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2、对于直径较小，空间很小的零件来说，应该使用中心距不变（一般为中心距不变）来确定，以保证其空间误差最小。
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例如，测得孔的中心距为0.8 mm,中心距为0.35 mm,则孔的中心距为：其中: a.b. m.

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3、对于直径较大的零件来说，为了保证误差最小化，必须采用适当的中心距不变方法来确定其体积和投影位置，从而保证其空间误差最小化；

光学仪器分辨率

在直径较小的零件中，通常采用中心距不变方法，即在测量前，将被测量物的中心距根据测量区域进行适当的放大或缩小，从而使误差最小化或接近于零。对于直径较大的零件，如果在实际测量中采用中心距不变方法时，中心距不变方法通常有两种:(1)中心距在固定位置直接加减数倍;(2)中心距在变化位置加减数倍。常用常用方法有：中心距不变（中心距随尺度变而变化）方法、中心距不变（中心距随几何尺寸变而变化）方法以及中心距不变（中心距随几何尺寸变而变化）方法（如前三种方法之一）。 www.qwbaike.cn
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4、在实际操作中，由于光学仪器通常采用最小可变倍率（一倍）来记录分辨率，因此使用最小可变倍率需要严格地遵守一般测量要求，即在对已知被测物尺寸的尺寸范围内进行测量时，被测物必须保持完好。 www.qwbaike.cn

在测量工作完成后，必须检查被测物是否损坏，则需要更换测量仪器，重新进行测量。对于被测物已损坏或者不能保持完整的情况下，只能进行小幅、小型化和高分辨率等高精度分辨率的测量。另外，需要注意的是，测量精度不同，则也会导致分辨率不同，如在尺寸为1000 mm×1000 mm的仪器上，测量精度通常要求为±0.01 mm;在尺寸为10000 mm×1000 mm的仪器上，测量精度要求为±0.01 mm;而对于尺寸为5000 mm×1000 mm的光学仪器，则测量精度通常要求为±0.01 mm。

5、为了保证测量结果正确，还必须保持被测物与光学仪器之间、与零件之间或被测物与传感器附近等一系列测量表面的完整无损和准确度。

在光学测量中，被测物被分别测量，如果被测物各部分之间没有互相重合，光学仪器与被测物间、零件之间或传感器附近就会产生较大误差，不能保证整个光学仪器和被测物之间无相互重合现象。为了避免这种情况，测量时一定要尽量避免光学仪器与被测物之间发生重合现象。当光学仪器中安装有某种传感器时，传感器周围必须保证整个传感器具有足够的准确度。例如，当被测物与传感器附近有相互重合现象时就必须保持一定距离才能确保对整个光学仪器和被测物之间没有相互重合现象，才能保证整个光学仪器与被测物之间无相互碰撞和不能重合现象。通常情况下，对于同一镜片上不同位置的多个区域都应测量同一个光学仪器，并且要尽量使每个区域内每一个区域都有一个不同位置（通常指在被测物与传感器间）的重复位置（即每个被测物与传感器附近有多个重复区域）。

光学仪器的分辨率，在单位时间内的分辨率越高。在不影响光学测量结果的前提下，选择合适的分辨率能够提高光学测量结果的准确性和高效性。一般光学仪器的分辨率可分为高宽、中等、低等。高宽是指仪器的分辨率小于0.7微米；低宽是指仪器的分辨率小于1微米；中等和低宽是指仪器的分辨率与仪器的测量精度成正比；低矮和矮宽是指仪器的分辨率与仪器的测量精度成反比；高矮和矮宽通常用“高宽”来表示。其中：“高宽”是指较高和较矮之间的差值；“中等”是指仪器最大分辨率为0.7微米；“低”是指仪器最小分辨率为0.75微米；“中”是指仪器最大分辨率为0.75微米；“低矮”是指仪器最大分辨率为0.75微米；“低矮”是指仪器最小分辨率为0.75微米。

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1、选择适合自己产品的分辨率。
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为了便于人们更好地了解仪器的分辨率，我们还应对仪器的分辨率进行一个估算，即把仪器的最小像素与其最高分辨率相比较，如果二者相差过大，那么仪器分辨率就应大于其最高分辨率，反之仪器分辨率应小于其最低分辨率，以确保仪器分辨率满足所要求的精度。比如，某一分度尺上所显示为100 mm时，其最小像素点小于100,则可认为这款分度尺是适合于生产要求的分度尺。如果将100 mm换算成100×100,则仪器分辨率将等于100×100=720 mm。这样，每一种分度尺上所显示的分度量值与其最终精度相比较都会减少1/3。因此在选择仪器分辨率时要注意分度笔与分度尺这两个工具对仪器分辨率指标值的确定影响很大。

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2、仪器在不同场合中，采用何种分辨率会有所不同。
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不同的分辨率会产生不同的测量结果，因而需要用不同的测量手段对被测物进行测量。例如，对于高宽分辨率，通常会选用反射面高的仪器。在显微镜的应用中，如果一支光学显微镜是按照一定比例安装在圆筒内，那么其分辨率一般都会较高。如果一支光学显微镜是用反射面为小部分并且位于圆筒内的一组透镜组成，那么其反射分辨率一般都不会很高，那么采用光学显微镜一定不会有较大的问题出现。

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3、不同的测量场合，需不同的分析计算和技术要求。 www.qwbaike.cn

在光学测量中，所需的分辨率与仪器实际尺寸，如精度，所需光路，照明，镀膜等因素有关。而实际工程中，常需要较高的测量精度和较低的仪器及镀膜等因素控制成本而使用较低的分辨率，例如在精密零件的检测中，为了得到更好的光学结果所采用的各种分辨率值也会相应变化。光学仪器的分辨率在光学测量中经常是与光学性能、被测物体的大小以及被测物对衍射光谱和光路性能不同等因素有关，因此不能简单地将分辨率定为高宽值、低宽值。在光学加工过程中通常是先在工件上镀上一层金属再进行加工，在加工过程中，金属表面容易形成各种非球面等形状。这种情况下就需要在测量过程中采用高、低分辨率以及不同分辨率之间互相转换等方式进行分析计算并最终确定测量结果。此外对同一加工要求进行多次测量时，还需按照一定比例计算和分配透镜位置上反射光与被测物体的距离等因素来确定分辨率值。 www.qwbaike.cn

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4、同一测量设备可进行多种分辨率的对比，以获取更精确的数据。
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例如，在高速检测中，可以使用标准分辨率、高速分辨率和超高速像素来进行数据对比。在测量小尺寸时，可使用标准分辨率和超高速分辨率进行数据对比，同时也可采用不同分辨率进行数据对比，以获取更精确的数据。也可利用多色成像传感器、扫描透镜、旋转放大光圈(OFF)和高分辨率目镜、光路控制(SDI)、高质量图像处理技术等多种技术手段来获得更精确的数据。为了获得更精确的结果，可以利用多色成像传感器或扫描透镜、光学传感器及其他精密光源的组合功能来实现。例如，可以使用多色光感器或扫描透镜、多光源组合光学传感系统等来实现精确、高分辨率检测，提高检测质量，进而提高检测设备在加工领域的应用价值。 www.qwbaike.cn

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5、选择检测技术要求高的光学测试方法或采用具有较高精密水平、高精度性能及良好操控性的光学检测设备。

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这些光学测试仪的分辨率主要有高宽和中等分辨率。所谓高宽就是指对同一材料的测量结果，通过对同一测量尺寸、不同角度的多个测试仪进行计算得到。所谓中等就是指测试一种材质时，在相同条件下，测试所获得的数据差异不大；而选择与之相对应的测试仪进行比较时会发现其测量结果出现明显差别。此外，测量精度还取决于所选择测量设备与被测材料表面间的相对位置关系。 www.qwbaike.cn

使用仪器测量分辨率，可采用照度计、目镜、经纬仪等来实现。照度计或目镜可以用来确定测量光反射率，并可以计算光传播速度；而经纬仪是利用反射镜来测量光的传播速度的，但它必须有光学仪器的精密部件来进行光学测量。目前，测量分辨率的方法很多，主要有衍射法、光学折射法和量测法等。

1、衍射法
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衍射法是根据光谱分析的原理，利用化学分析的方法测定光在不同光源和物体表面的反射率，然后根据光谱分析进行计算的一种光学方法。在光学仪器中，它可以同时适用于不同波长和介质条件下的透射成像效率等指标。比如，在光学望远镜和各种透镜中均可应用衍射法。衍射法具有简便、可靠、可重复、精度高等特点，在光学领域得到了广泛应用。通常根据光谱分析，可以确定出不同介质条件下衍射的大小，即在不同波长和介质条件下，衍射值与光谱分析值之间存在着较大差异。而通过改变衍射物的颜色、纯度和亮度来进行光谱分析也是一种较好的方法。

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2、光学折射器法

光学折射器法是用来分析光在不同介质中的折射率的方法，由于介质材料的种类不同，折射率率又不同，因而很难确定介质与仪器间的分辨率。在光学仪器中，为了便于直接计算某一光路、角度的相对位置或角度误差，一般使用波长作为折射器来测距。但由于波长单位很多，对于一个透镜来说可能有多种形状，因此要确定一个光路方向上的光折射器，就必须用波长单位来表示，即需要用到光学折射器，而由于光学折射器是通过观察镜面中心和光轴上平面在波面上的折射率来确定镜面中心和光轴之间最大干涉角度和最小干涉角度，因此可以用相应类型的光学折射器进行间接地推算分辨率值。 www.qwbaike.cn
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3、透射倍率法

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透射倍率法是测量透射率、镜面屈光度之间关系的一种方法。它要求透射率不变，但是透射倍率不变，即透射率为（光程值)/(透射率)/(视程),其中光程值比值是关系式：
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4、量测法

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测量分辨率，常用的方法有测量光栅分辨率和量测光学元件尺寸分辨率。根据光的传播规律，量测可以分为三种：一是在光学元件尺寸不变情况下利用量测光学元件尺寸分辨率。二是当某种光学元件尺寸发生变化，量测光学元件尺寸分辨率也随之变化。目前一般使用的量测光学元件尺寸分辨率主要是用 Re （光栅）、 S （棱镜）、 E （波长）、 G （视场）等参数来进行测量。

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5、棱镜法
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棱镜法是将衍射光的棱镜光路从衍射点直接穿过，并测量其透射率，再根据测量透射率除以光路直径求得棱镜光路的最大反射率 M.棱镜是光学仪器测量分辨率中的关键仪器之一。棱镜能透过一个相当于一个直径的圆环，反射光首先经过一块小的光斑，然后又经过圆环沿圆周方向射出，在每个圆环中，反射光光路从两个棱镜中分次通过，即为反射光的最大反射率 M.棱镜是用来确定衍射光路大小以及透射率与棱镜表面光路间差异来计算光学精度的仪器，它有许多种型号，其工作原理是在一组圆环中设置不同数目的棱镜镜筒，通过棱镜反射光和折射光，通过两个棱镜透射光分别从两个棱镜镜筒中通过时要比从两个棱镜折射光先通过一个棱镜后通过就能得到该反射光光路和棱镜镜筒上所设置光波长之比，而将该光学单位作为参数输入软件中后就可以得到所需光路大小了.然后经过对该光路进行放大测量后计算出光学精度即为棱镜的光学精度。棱镜法虽然也是一种有效地提高检测精度为目的的方法，但它是一比两反射法具有更高效率和更精确性，因此在实际应用中已逐渐被淘汰。 www.qwbaike.cn