Рассмотрены подходы к расширению динамического диапазона измерительных систем, реализующих методы фазовой триангуляции и структурированное освещение. Данные системы предназначены для высокоточных измерений геометрических параметров сложнопрофильных изделий с произвольными светорассеивающими свойствами поверхности. Предложен метод расширения динамического диапазона измерительной системы, который основан на автоматической регулировке длительности экспозиции фотоприёмника, избыточном сборе экспериментальных данных и комплексном регрессионном анализе. Представлены результаты экспериментальных исследований эффективности предложенного метода расширения динамического диапазона измерительной системы. Показано, что классический подход к расшифровке изображений, полученных с использованием фотоприёмника с фиксированной длительностью экспозиции, практически всегда приводит к высокой погрешности измерений геометрических параметров поверхности, имеющей широкий диапазон светорассеивающих свойств.  При малых значениях экспозиции увеличивается погрешность измерений геометрических параметров тёмной области поверхности, где уровень сигнала существенно слабее, чем в светлых областях измеряемой поверхности. При больших значениях экспозиции увеличивается погрешность измерения геометрических параметров светлой области поверхности, так как сигнал оказывается за пределами динамического диапазона фотоприёмника. Для измеренных геометрических параметров поверхностей с различными светорассеивающими свойствами установлено, что применение фотоприёмника с расширенным диапазоном позволяет достичь погрешности измерений, меньшей или примерно равной погрешности измерительной системы, содержащей фотоприёмник с фиксированной экспозицией. Расширение динамического диапазона даёт возможность упростить автоматизированные измерения, поскольку не требуется дополнительно оптимизировать параметры фотоприёмника под светорассеивающие свойства поверхности измеряемого объекта.