Esta dissertação aborda a implantação de um guia orientativo de incerteza de medição aplicável aos avaliadores de laboratório da Rede Metrológica RS. A incerteza de medição é um importante tema para organismos de avaliação de laboratórios, como é o caso da Rede Metrológica RS, pois consiste em um dos requisitos básicos para o reconhecimento de competência de laboratórios. Dessa forma, é fundamental garantir que todos os avaliadores possuam um nível de conhecimento adequado sobre incerteza de medição. Assim, o objetivo principal deste trabalho consiste em implantar o referido guia orientativo de incerteza, propiciando melhorias no processo de avaliação da Rede Metrológica RS. Adicionalmente, foi elaborado um fluxograma explicativo dos passos para a expressão da incerteza de medição, assim como listadas componentes de incerteza típicas para áreas de ensaio e calibração e elaborada uma check-list para auxílio aos avaliadores quando da avaliação da incerteza. A implantação do guia orientativo de incerteza dos avaliadores foi realizada segundo as etapas do ciclo de melhoria PDCA. Na etapa plan foram coletados dados que corroboraram para uma necessidade de maior qualificação do grupo de avaliadores com relação à incerteza, sendo a área de ensaios a mais carente. Na etapa do, a minuta do documento foi elaborada de acordo com tópicos previamente definidos com um grupo de especialistas, que envolveu avaliadores experientes e membros da Rede Metrológica RS, assim como especialistas em incerteza do Inmetro. Na etapa check, a minuta do documento passou pela análise crítica do grupo de especialistas consultados e na etapa act foram realizados os ajustes finais e aprovado o documento. Como resultado, foi evidenciada a melhoria do nível de conhecimento dos avaliadores com relação ao tema. Tal fato pôde ser comprovado através da aplicação de provas antes e após o treinamento no novo documento elaborado, mostrando melhoria dos conhecimentos dos avaliadores com relação à incerteza. / This work is concerned with the implantation of a measurement uncertainty guideline applicable to Rede Metrológica RS' assessors. Measurement uncertainty is a quite relevant subject for all laboratory assessment bodies, such as Rede Metrológica RS, because it consists in an elementary requirement for laboratory competence recognition. Thus, it is essential to assure that all assessors have an adequate level of knowledge about measurement uncertainty. Therefore, the main objective of this work consists in the implantation of the referred guideline, yielding improvements on Rede Metrológica RS' assessment process. Additionally, a flow-chart was elaborated to help assessors better understand the procedure to the expression of uncertainty in measurement. A list of common uncertainty sources in calibration and testing fields was prepared, as well as a check-list to help assessors carry out measurement uncertainty assessment. The guideline implementation was carried out following the steps of PDCA improvement cycle. During the step 'plan', some data were collected that corroborated the identified need for better qualification of assessors with respect to measurement uncertainty theory and application. The most deficient field identified was testing assessors. On 'do' step, a guideline draft was prepared in accordance with the topics previously agreed with a group of experts, formed by experienced assessors and Rede Metrológica RS' collaborators, as well as, invited uncertainty experts from Inmetro. On the step 'check', the guideline draft was analyzed by the same group of experts and during the step act, the final adjustments were made and the guideline was formally approved. As a result, an improvement on the assessors' level of knowledge concerning measurement uncertainty was achieved. This was possible to verify by applying assessors' written exams about measurement uncertainty, before and after the training on the new guideline. The exams showed the improvement of the assessors.

Les pièces mécaniques fabriquées tel que les feuilles de métal et les pièces à paroi mince, ont souvent des différences géométriques significatives par rapport à leurs modèles CAD nominaux car ils ont une forme considérablement différente dans une condition d’état libre en raison de la gravité et/ou la tension résiduelle. Par conséquence, les fixtures de conformation coûteux sont traditionnellement utilisés pendant les opérations d’inspection géométriques à la phase de contrôle de qualité. L’objective de cette étude est de développer les méthodes d’inspection géométriques automatisées des pièces flexibles qui ne nécessiteraient pas d’utilisation des fixtures. / In manufacturing, quality control (QC) is an essential phase of a product’s lifecycle management (PLM) as it ensures customers receive parts within permissible tolerance ranges and free from defects. Given that all manufactured parts often have geometrical differences compared to their nominal computer-aided design (CAD) models, performing geometrical inspections becomes critical during the QC phase. Nowadays, actual measurements and defect identification during geometrical inspections have been semi-automated through the use of computer-aided inspection (CAI) software. Such software can simplify the inspection into a data acquisition task (contact-based probing or non-contact scanning of the part) followed by semi-automated procedures in a software environment. Despite their growing popularity and practicality, currently available CAI software assume the input acquired data are from a rigid part. This assumption is a major limitation given that not all manufactured parts are rigid, and in some sectors such as the aeronautical industries a considerable percentage of all manufactured components (35 to 40 percent) possess some nonrigid behavior. In other words, CAI software can only be used when a part maintains its shape in both free-state and state-of-use positions. Free-state shape is that which a part has without inspection fixture support and/or before assembly, whilst state-of-use shape is that which is defined in the nominal CAD. Although free-state and state-of-use positions are the same for rigid parts, some mechanical parts such as sheet metals and skins (thin-wall featured parts) often have significantly large geometric deviations in a free-state position compared to their nominal CAD models due to the effects of gravity and residual stress. Referring to such parts as flexible, the aforementioned deviations force the QC technicians to traditionally use a variety of inspection fixtures and conformation jigs in order to maintain flexible parts in their state-of-use position before using conventional CAI software. Without fixation, the free-state elastic geometric deviation of flexible parts would be mistaken by CAI software as plastic deformations and as a result identified as defects. With fixation, the aforementioned free-state deviations are removed before data acquisition, and whatever deviations remain can be inspected as potential defects. However, multiple disadvantages exist in using fixtures including: time consuming set-up process (e.g. 60+ hours for a skin panel in the aerospace industry), considerable purchase and operating expenses, limitations of standard fixture kits in some scenarios, big errors in CAI analysis if fixation has not been conducted correctly, etc. Such disadvantages have recently led researchers to:1) try to circumvent use of fixtures by digitally deforming (or better called registering) the acquired free-state pointcloud/mesh data of a flexible part until it superimposes onto the part’s corresponding nominal CAD model, thereby elastically deforming the data to obtain an optimal state-of-use shape whilst avoiding neutralization of any existing manufacturing defects2) and to try to introduce dedicated defect identification modules with higher degrees of automation (compared to conventional semi-automated CAI tools)In this thesis the same two goals are pursued. A bi-criterion registration method (and two algorithms/demos based upon it) is proposed to achieve the first goal, thereby enabling defect identification of flexible parts in conventional CAI software without the use of fixtures. This is followed by introducing an automated method for fast approximation of defect amplitudes (and an algorithm/demo based upon it) to achieve the second goal. Validation was conducted against a number of virtual (simulated) and experimental industrial case studies. Obtained satisfactory results reflect the effectiveness and utility of the proposed methods.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12761.pdf: 16017152 bytes, checksum: 54635689e6f56c65e84f7fe9bf404148 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Este trabalho apresenta o procedimento que desenvolvemos e empregamos para determinar os valores a serem adotados para as energias de um conjunto de raios gama comumente utilizados como padrões de calibração, bem como sua respectiva matriz de covariância, esta obtida pela primeira vez. A matriz de covariância entre as energias destes padrões revelou muitos casos de correlações com valores absolutos maiores que 0,8, correlações estas que precisam ser corretamente consideradas para não comprometer a qualidade das análises efetuadas com o uso daquelas energias. No procedimento desenvolvido foi considerada a relação entre as energias dos raios gama (em múltiplos de eV) e as constantes fundamentais das quais dependem: h, e, c e o parâmetro de rede do Silício (aSi), o que possibilitou atualizar os resultados para as constantes fundamentais recomendadas de 2002. Uma metodologia para a inclusão de novos resultados experimentais ao conjunto de padrões de modo a preservar sua auto-consistência também foi desenvolvida neste trabalho. Este método considera adequadamente as covariâncias e atualiza todo o conjunto de padrões para incorporar as novas informações experimentais em uma única etapa. Por fim, utilizamos as metodologias de análise desenvolvidas e o conjunto de padrões aqui recomendados para analisar dados de medidas dos raios gama do decaimento do 233U e, assim, estudar a adequação de três diferentes modelos de estrutura nuclear para o 229Th, bem como as energias de excitação dos estados nucleares. A energia do primeiro estado excitado do 229Th, um estado metaestável de energia inferior a 10 eV, foi determinada com base naqueles diferentes modelos. / This work presents the procedure which we have developed and employed to determine the values to be adopted for the energies of a set of gamma-rays in common use as calibration standards, publishing for the fist time their respective covariance matrix. Several correlations with absolute values exceeding 0.8 were found, revealing the necessity of considering correctly the covariance matrix in any analysis to be done with the use of these standards in order not to interfere with the quality of the analysis. The procedure here presented considers correctly the relation between the gamma-ray energies (given in eV) and the fundamental constants h, e, c, and the lattice parameter (aSi), allowing the updating of the set with respect to the 2002 recommended values for those constants. A methodology for the inclusion of new experimental results in the set of standards, in a way which preserve its selfconsistency, was also developed in this work. In this method the updating of the whole set of standards is performed in a single step, while considering adequately the covariances. Finally, the standard set recommended here and the methodology developed in this work were employed to analyze data of gamma-rays measurement which follow the 233U decay and therewith to decide about the adequacy of three different nuclear structure models for 229Th and the excitation energy of its nuclear states. The energy of the first excited state of 229Th, a meta-stable state of less than 10 eV, was determined taking into account those different models.

Esta dissertação aborda a implantação de um guia orientativo de incerteza de medição aplicável aos avaliadores de laboratório da Rede Metrológica RS. A incerteza de medição é um importante tema para organismos de avaliação de laboratórios, como é o caso da Rede Metrológica RS, pois consiste em um dos requisitos básicos para o reconhecimento de competência de laboratórios. Dessa forma, é fundamental garantir que todos os avaliadores possuam um nível de conhecimento adequado sobre incerteza de medição. Assim, o objetivo principal deste trabalho consiste em implantar o referido guia orientativo de incerteza, propiciando melhorias no processo de avaliação da Rede Metrológica RS. Adicionalmente, foi elaborado um fluxograma explicativo dos passos para a expressão da incerteza de medição, assim como listadas componentes de incerteza típicas para áreas de ensaio e calibração e elaborada uma check-list para auxílio aos avaliadores quando da avaliação da incerteza. A implantação do guia orientativo de incerteza dos avaliadores foi realizada segundo as etapas do ciclo de melhoria PDCA. Na etapa plan foram coletados dados que corroboraram para uma necessidade de maior qualificação do grupo de avaliadores com relação à incerteza, sendo a área de ensaios a mais carente. Na etapa do, a minuta do documento foi elaborada de acordo com tópicos previamente definidos com um grupo de especialistas, que envolveu avaliadores experientes e membros da Rede Metrológica RS, assim como especialistas em incerteza do Inmetro. Na etapa check, a minuta do documento passou pela análise crítica do grupo de especialistas consultados e na etapa act foram realizados os ajustes finais e aprovado o documento. Como resultado, foi evidenciada a melhoria do nível de conhecimento dos avaliadores com relação ao tema. Tal fato pôde ser comprovado através da aplicação de provas antes e após o treinamento no novo documento elaborado, mostrando melhoria dos conhecimentos dos avaliadores com relação à incerteza. / This work is concerned with the implantation of a measurement uncertainty guideline applicable to Rede Metrológica RS' assessors. Measurement uncertainty is a quite relevant subject for all laboratory assessment bodies, such as Rede Metrológica RS, because it consists in an elementary requirement for laboratory competence recognition. Thus, it is essential to assure that all assessors have an adequate level of knowledge about measurement uncertainty. Therefore, the main objective of this work consists in the implantation of the referred guideline, yielding improvements on Rede Metrológica RS' assessment process. Additionally, a flow-chart was elaborated to help assessors better understand the procedure to the expression of uncertainty in measurement. A list of common uncertainty sources in calibration and testing fields was prepared, as well as a check-list to help assessors carry out measurement uncertainty assessment. The guideline implementation was carried out following the steps of PDCA improvement cycle. During the step 'plan', some data were collected that corroborated the identified need for better qualification of assessors with respect to measurement uncertainty theory and application. The most deficient field identified was testing assessors. On 'do' step, a guideline draft was prepared in accordance with the topics previously agreed with a group of experts, formed by experienced assessors and Rede Metrológica RS' collaborators, as well as, invited uncertainty experts from Inmetro. On the step 'check', the guideline draft was analyzed by the same group of experts and during the step act, the final adjustments were made and the guideline was formally approved. As a result, an improvement on the assessors' level of knowledge concerning measurement uncertainty was achieved. This was possible to verify by applying assessors' written exams about measurement uncertainty, before and after the training on the new guideline. The exams showed the improvement of the assessors.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12761.pdf: 16017152 bytes, checksum: 54635689e6f56c65e84f7fe9bf404148 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Tendo em vista a importância da calibração de instrumentos medidores de radiação e do conhecimento das principais características destes instrumentos, diversos tipos de câmaras de ionização foram intercomparados em termos de seus coeficientes de calibração e dependência energética, em feixes padrões de raios X, níveis radioterapia, radiodiagnóstico e radioproteção. Foi realizada uma intercomparação de activímetros utilizados em medicina nuclear, com três radionuclídeos: 67Ga, 201Tl e 99mTc. Todos os activímetros que participaram da intercomparação apresentaram resultados dentro dos limites recomendados pela norma CNEN-NE-3.05. Para completar o conjunto de qualidades de radiação do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN, foram estabelecidos feixes de radiação-X, nível radioproteção e radioterapia de energias baixas, seguindo recomendações internacionais. Três metodologias para a obtenção de coeficientes de calibração de câmaras de ionização não seladas em feixes de radiação-X foram estudadas e comparadas. Um conjunto de câmaras de ionização Victoreen, especialmente projetado para uso em intercomparações laboratoriais, foi submetido a testes de caracterização. O desempenho destas câmaras mostrou que elas podem ser utilizadas em feixes de radiação-X nível radioproteção de maneira segura, visto que nestes feixes estas câmaras apresentaram resultados em conformidade com recomendações internacionais. No entanto, seu uso em feixes de radioterapia e de radiodiagnóstico deve ser feito com algumas considerações, pois especialmente nos testes de dependência energética e de tempo de estabilização, estas câmaras não atenderam às respectivas recomendações internacionais. Este trabalho apresenta dados sobre o desempenho de diversos modelos de câmaras de ionização em diferentes feixes de radiação-X, fornecendo uma ferramenta para a escolha do instrumento mais adequado para a realização de medições em feixes de radiação ionizante / Since the calibration of radiation measurement instruments and the knowledge of their major characteristics are very important subjects, several different types of ionization chambers were intercompared in terms of their calibration coefficients and their energy dependence, in radiotherapy, diagnostic radiology and radioprotection standard beams. An intercomparison of radionuclide calibrators for nuclear medicine was performed, using three radionuclides: 67Ga, 201Tl and 99mTc; the results obtained were all within the requirements of the national standard CNEN-NE-3.05. In order to complete the range of radiation qualities of the Calibration Laboratory of IPEN, standard radiation beam qualities, radiation protection and low energy radiation therapy levels, were established, according international recommendations. Three methodologies for the calibration of unsealed ionization chambers in X-ray beams were studied and compared. A set of Victoreen ionization chambers, specially designed for use in laboratorial intercomparisons, was submitted to characterization tests. The performance of these Victoreen ionization chambers showed that they are suitable for use in radioprotection beams, because the results obtained agree with international recommendations. However, these Victoreen ionization chambers can be used in radiotherapy and diagnostic radiology beams only with some considerations, since their performance in these beams, especially in relation to the energy dependence and stabilization time tests, did not agree with the international recommendations for dosimeters used in radiotherapy and diagnostic radiology beams. This work presents data on the performance of several types of ionization chambers in different X-ray beams, that may be useful for choosing the appropriate instrument for measurements in ionizing radiation beams.

[pt] A presente dissertação de mestrado tem como objetivo analisar, à luz das funções da infraestrutura tecnológica, as proposições do novo marco regulatório europeu para a livre circulação de produtos no mercado comum. Mais especificamente responder à questão formulada pela pesquisa: conseguirá esse novo marco regulatório equacionar e mitigar as deficiências do modelo anterior? Tendo em vista a atualidade do tema, o trabalho discute a importância da metrologia, da normalização, da acreditação e da avaliação da conformidade na eficiência da fiscalização do mercado em nível global e a relevância técnica e econômica que resultam desses processos. No campo institucional, a motivação pelo tema se deu pelo compromisso do Programa de Pós-Graduação em Metrologia de contribuir para o avanço do conhecimento sobre a regulação de mercados e de explorar o tema como oportunidade de fortalecer a ponte em temas da metrologia com a cidadania. No que concerne a metodologia, a pesquisa desenvolveu-se de forma estruturada segundo as seguintes fases complementares: (i) pesquisa bibliográfica e documental dos textos legais e regulamentos europeus aplicáveis; (ii) pesquisa de campo (iii) construção e aplicação do instrumento da pesquisa (questionário) junto a especialistas atuantes nas funções da infraestrutura tecnológica para a qualidade. Consubstanciando os propósitos da pesquisa de mestrado, o trabalho explicitou os resultados mais relevantes consolidados pelo amplo e participativo processo de revisão da legislação européia para a livre circulação de produtos e disponibilizou uma metodologia de avaliação. Finalmente, como conclusão, o trabalho definiu os determinantes da revisão do marco regulatório europeu à luz das mudanças de critérios de aplicação das funções da infraestrutura tecnológica. / [en] The aim of this M.Sc. dissertation is to analyze the New Regulatory Framework for the free movement of goods in the European market, in the light of the functions of the national quality infrastructure. More specifically, to answer the question posed by the study: will the New (and recently revised) Regulatory Framework be able to mitigate the shortcomings of the previous model? Moreover, the study discusses the significance of metrology, standardization, conformity assessment and accreditation for the effectiveness of market surveillance at a global level and the economic and technical relevance of these processes. The commitment of the Postgraduate Metrology Program (Metrology for Quality and Innovation) to contribute to the improvement of technical regulation, while bridging metrology to citizenship, reflect the motivation of this work. The methodology included: (i) a review of the specialized literature (e.g.: legal documentation and applicable European regulation); (ii) a field research and (iii) the development and application of the structured questionnaire to experts in functions of the quality infrastructure and European legislation. The study highlights the most relevant results of the thorough revision of the European regulation for the free movement of goods. It also provided a methodology of assessment for related issues. In tune with the precepts of the Postgraduate Metrology Programme committed to participate in the debate of current topics in metrology and related matters, the dissertation made available to Brazilian legislators lessons learnt by the European Union on the building of a common market. In conclusion, an experience particularly valuable to those committed to make MERCOSUR a successful undertaking. An endeavor of great proportions where goods, services, capital and labor can circulate freely providing the foundation for prosperity.

[pt] Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de um transdutor magnético baseado no efeito da Magnetoimpedância Gigante (GMI – Giant Magnetoimpedance), destinado à medição de campos biomagnéticos. A motivação deste trabalho advém da inexistência de um sistema de baixo custo capaz de medir satisfatoriamente campos biomagnéticos, operando à temperatura ambiente e em plena conformidade com os princípios biometrológicos. Por sua vez, a metodologia experimental empregada iniciou-se pela medição e minuciosa análise das características de módulo e fase de sensores GMI em função do campo magnético, verificando-se suas dependências em relação ao comprimento das amostras e ao nível CC e frequência da corrente de excitação. Também, investigou-se a histerese e a homogeneidade das amostras GMI. Em seguida, foram idealizados circuitos eletrônicos para condicionamento e leitura das amostras GMI, destacando-se a estrutura desenvolvida que possibilita a leitura gradiométrica e algumas configurações inovadoras que permitem tanto a amplificação da sensibilidade de fase dos sensores GMI quanto a homogeneização das características de fase. Os resultados obtidos para o melhor transdutor magnético GMI desenvolvido, o qual é baseado na fase da impedância, apresentou uma elevada sensibilidade (250 mV/nT), indicando ganhos superiores a 1500 vezes quando comparado a protótipos baseados no módulo e, consequentemente, possibilitando alcançar novos patamares de resolução. Como conclusão ressaltase o grande potencial do magnetômetro GMI desenvolvido, caracterizado por seu baixo custo e elevada sensibilidade, quanto a sua aplicabilidade na medição de campos magnéticos ultra-fracos e, em especial, de campos biomagnéticos. Assim, o presente desenvolvimento contribui para a difusão das técnicas diagnósticas baseadas na medição de campos biomagnéticos, no ambiente clínico-hospitalar. / [en] This M.Sc. dissertation aims at developing a magnetic field transducer based on the Giant Magnetoimpedance (GMI) effect to be applied on the measurement of biomagnetic fields. The motivation of this work stems from the lack of a low cost system capable of adequately measuring biomagnetic fields, operating at room temperature and in full conformity with the biometrological principles. On the other hand, the experimental methodology began by measuring and carefully analyzing the impedance magnitude and phase characteristics of GMI sensors as a function of the magnetic field, verifying their dependencies on the length of the samples and on the DC level and frequency of the excitation current. It was also investigated the hysteresis and the homogeneity of GMI samples. In turn, the electronic circuits for conditioning and reading of GMI samples were developed, highlighting the developed structure that enables a gradiometric reading and some innovative configurations that allow both the enhancement of the impedance phase sensitivity of GMI sensors and the homogenization of their impedance phase characteristics. The results obtained for the best GMI magnetic transducer developed, which is based on the impedance phase, showed a high sensitivity (250 mV/nT), indicating gains of more than 1500 times when compared to magnitude-based prototypes and, consequently, reaching much better resolution levels. In conclusion it is emphasized the great potential of the developed GMI magnetometer, characterized by its low cost and high sensitivity, as to its applicability in measuring ultra-weak magnetic fields and in particular biomagnetic fields. Thus, the present development contributes to the spread of diagnostic techniques based on the measurement of biomagnetic fields, in clinical and hospital environments.

Dans cette thèse, nous étudions les applications aux mesures de précision à la limite quantique d'un peigne de fréquence optique dans le régime femtoseconde, ainsi que les fluctuations de sa structure spectrale. Pour cela, nous utilisons un formalisme emprunté au domaine de l'optique quantique. Nous démontrons que la structure du peigne peut effectivement être décomposée sur une base de modes, dont chacun est relié à un paramètre physique. À l'aide de mesures projectives, nous montrons qu'il est alors possible d'accéder à une information portée par le champ électromagnétique (tel le délai temporel d'une impulsion), ainsi qu'aux fluctuations de la source laser (en analogie, la gigue temporelle). Finalement, nous proposons l'élaboration d'un système pour générer deux faisceaux quantiques "comprimés en temps", puisqu'ils permettent de mesurer un délai avec une sensibilité accrue par rapport à l'utilisation de ressources classiques. / In this thesis, we investigate the usage of an optical femtosecond frequency comb for precision measurements at the quantum limit, as well as the fluctuations of the combs structure. We use a formalism that is borrowed from quantum optics to describe classical phenomenon. We show indeed that the comb structure can be decomposed on a basis of modes, where each of these is attached to a given physical parameters. In a projective measurement scheme, we show that it is then possible to measure an information carried by the electromagnetic field (such as a delay in time) as well as fluctuations from the laser source (in that example, the timing jitter). We finally propose a scheme to generate two beams that are "squeezed in time", since they allow to measure a delay with a better sensitivity than using classical resources.