Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-27Bitstream added on 2014-12-02T11:20:53Z : No. of bitstreams: 1 000795995.pdf: 2794066 bytes, checksum: f46bd6b9d4e609f70fa6e80ae87f6cae (MD5) / Interferômetros ópticos de saída única são muito sensíveis quando operam nas proximidades do ponto de quadratura de fase da sua curva característica de entrada e saída. Entretanto, as flutuações ambientais de baixa frequência produzem derivas aleatórias entre os caminhos ópticos do interferômetro que desviam o ponto quiescente da quadratura, levando ao fenômeno de desvanecimento de sinal. Através de processamento eletrônico de dois sinais interferométricos de saída, defasados a 90º entre si, consegue-se demodular o sinal independentemente das derivas ambientais. Esses interferômetros chamados de interferômetros de quadratura são amplamente utilizados em laboratórios de metrologia, porém, devido à grande quantidade de componentes ópticos normalmente envolvidos, são de difícil alinhamento e de elevado custo. Neste trabalho estuda-se a interferometria homódina de dois feixes em quadratura e as suas complexidades inerentes. Propõe-se uma nova arquitetura, baseada na configuração de Michelson, de alinhamento mais simples e de baixo custo. Descreve-se matematicamente o processo de obtenção dos sinais em quadratura deste arranjo. Também, se explora uma técnica capaz de obter dois sinais interferométricos em quadratura através da configuração tradicional de Michelson explorando-se a distribuição espacial do padrão de franjas. Desenvolve-se, ainda, um novo algoritmo de phase unwrapping aplicável como método de detecção de fase óptica, capaz de reconstruir a forma de onda de sinais de modulação e fornecer a diferença de fase estática entre os braços do interferômetro, quando o sinal de modulação possui valor médio nulo. Testes computacionais são realizados para corroborar na tarefa de evidenciar o potencial da técnica. Por meio do método de demodulação apresentado, em adição com o interferômetro proposto e da técnica explorada, realiza-se testes experimentais em um atuador piezoelétrico ... / Optical interferometers with single outputs are very sensitive when operating close to the phase quadrature point of their input-output characteristic curves. However, low frequency environmental fluctuations generate random drifts between the optical paths of the interferometer that deviate the quiescent point from the quadrature condition. This problem causes the phenomenon called signal fading. By electronically processing these two interferometry output signals, shifted by 90º, it is possible to demodulate the signal regardless of environmental drift. These kinds of interferometers, known as quadrature interferometers, are widely used in metrology laboratories, but, due to the large amount of optical components, they are expensive and difficult to design. In this work a low cost homodyne interferometer with two output quadrature beams based on the Michelson configuration is studied, and the procedure to achieve the quadrature signals is mathematically described. Also, a recent technique, not widely known in the literature and that is able to obtain two quadrature signals by using the standard configuration of the Michelson interferometer is explored, exploiting the spatial distribution of the fringe pattern. A new method for optical phase shift demodulation based on phase unwrapping is developed. This approach is able to recover not only the modulation signal waveform, but can also calculate the static phase shift between the interferometer arms when the modulation signal has an average value equal to zero. The method also has the ability to demodulate signals which vary arbitrarily in time. Computational test were done aiming to demonstrate the technique potential. By using this new optical phase shift demodulation method, combined with the proposed interferometer and exploiting the spatial distribution of the fringe pattern, a piezoelectric flextensional actuator is characterized. Displacement versus drive voltage and frequency ...

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:36Z : No. of bitstreams: 1 000858535.pdf: 28861453 bytes, checksum: 71fa8b116bf6f4421bda43fd38b639c9 (MD5) / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento... / A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e manométricos em sólidos. Nesta dissertação, emprega-se um interferômetro de Michelson homódino para caracterizar atuadores piezoelétricos flextensionais e manipuladores piezoelétricos multi-atuados. Este trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no laboratório de Optoeletrônica da FEIS-UNESP, dedicadas à concepção de novas técnicas de detecção interferométrica de fase óptica. Dentre as diversas famílias de métodos publicados na literatura, os métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado têm recebido especial atenção na FEIS. Embora eficientes, estes métodos apresentam resolução limitada, não são capazes de caracterizar atuadores não-lineares e operam somente com formas de onda senoidais. Propõe-se, nesta dissertação, um método de detecção de fase óptica denominado de Método de Segmentação do Sinal Amostrado, o qual é implementado no domínio do tempo. Este método, viabilizado pelos importantes recursos das técnicas de processamento digital de sinais, foi potencializado pela automatização das medições. Comparado aos procedimentos aplicados a experimentos anteriores na FEIS, cada medição equivale a 2500 medições no sistema antigo, permitindo o levantamento da curva de linearidade de um atuador com uma única medição. Além dessa, o método apresenta outras vantagens: é homódino, opera em malha-aberta, é imune ao desvanecimento do sinal, tem excelente resolução, ampla faixa dinâmica, opera com dispositivos não-lineares, detecta sinais com formas de onda arbitrárias, permite medir magnitude e fase do deslocamento ...

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-12-02. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:55Z : No. of bitstreams: 1 000857808.pdf: 1904764 bytes, checksum: d01be9c9d01ac82af8b73da25d03b4b6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A visão de um céu estrelado numa noite límpida tem fascinado a Humanidade desde os tempos pré-históricos. O homem começou a fazer ciência a partir do momento em que se perguntou o que eram as estrelas e porque estavam ali, desenhando a aparência do céu e tentando predizer os fenômenos celestes. A partir do momento em que Galileu apontou sua luneta para o céu, iniciou-se uma estreita relação entre a evolução dos instrumentos astronômicos, a tecnologia, a história e a ciência. Seu ato deu suporte às ideias de Nicolau Copérnico, que nos tirou da idade das trevas e nos guiou ao Renascimento, culminando com a teoria da Gravitação Universal de Newton. Atualmente, muitas pesquisas têm sido realizadas dentro da temática da melhoria do ensino de Ciências. No entanto, a História da Ciência ensinada nos Ensinos Fundamental e Médio, e até no superior, apresenta problemas, como erros factuais e conceituais. A fim de proporcionar melhor compreensão do fenômeno, este trabalho pretende-se explorar a utilização de uma caixa de experiências através da utilização de um material didático para a Astronomia, chamado de Caixa Experimentoteca, relacionado com a teoria da Astronomia que é ensinada no Ensino Médio / The sight of a starry sky on a clear night has fascinated humanity since prehistoric times. The man began to do sciense from the moment we wondered what were the stars and why they were there, drawing the appearance of the sky and trying to predict the celestial phenomena. From the time when Galileo pointed his telescope to the sky, began a close relationship between the evolution of astronomical instruments, technology, history and science. His act gave guided us to the Renaissance, culminating in the theory of universal gravitation Newton. Currently, many researches have been conducted within the theme of improving the teaching of science. However, the History of Science taught in Elementary and High School, and even on top, presentes problems as factual and conceptual errors. In order to provide better understanding of the phenomenon, this study intends to explore the use of a box of experiences through the use of educational material for Astronomy, called Experimentoteca case, related of astronomy that is taught in high school