Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286045.pdf: 12910737 bytes, checksum: 87b48260fe416af2af75335ba60c3018 (MD5) / Hoje em dia há uma tendência quase que generalizada de diminuiçao de componentes e equipamentos. Com compressores de refrigeração não é diferente. Para que a diminuiçao da câmara de compressão não implique redução da capacidade de refrigeração, é necessário que se aumente a frequência de operação. Avaliações teóricas e experimentais mostraram que motores de alta rotação do tipo brushless podem desempenhar esse papel. No intuito de se avançar no conhecimento tecnológico desses compressores é importante o domínio das inúmeras grandezas que estão envolvidas no processo de desenvolvimento. Rendimento é, sem dúvida, um parâmetro de grande impacto no desenvolvimento do roduto. Rendimento é a razão entre a potência mecânica efetivamente transformada em trabalho e a potência elétrica entregue a máquina. Nesse contexto, este trabalho analisou opções e avaliou experimentalmente a medição da potência elétrica, com baixa incerteza, em motores do tipo brushless na presença de sinais com elevado conteúdo harmônico. Foi realizado um estudo prévio das características dos motores e seu acionamento, bem como das ferramentas matemáticas e métodos que serviram de suporte para o desenvolvimento do trabalho. Alternativas para a medição de potência elétrica foram estudadas. Um equipamento adequado à medição em alta frequência foi selecionado e testado em bancada automatizada de ensaio de motores. A caracterização dos espectros de frequências para os motores avaliados neste trabalho mostrou que a maior parte da potência elétrica se concentra na frequência fundamental e que as amplitudes harmônicas são quase que insignificantes para o sinal de potência elétrica. Em função disso foi mostrado experimentalmente que em tais aplicações wattímetros para medição de sinais de baixa frequência podem apresentar resultados satisfatórios. Uma comparação entre dois equipamentos comerciais de características metrológicas distintas também foi realizada e observou-se que a medição de ambos é bem próxima, chegando a uma diferenca de aproximadamente 3,2% entre os resultados obtidos para os pontos nos quais os motores são ensaiados. A reprodutibilidade do wattímetro WT230 foi analisada e em cinco ciclos de medição o desvio em relação à média foi bastante pequeno, apresentando resultados de at´e 1,5% de diferença (pior caso) entre ensaios. / Nowadays there is a global trend on reducing size of equipments and their parts. The refrigeration compressors are objects of this tendency. Nevertheless, reducing compression chamber#s dimensions implies reducing the refrigeration capacity when this is done without the increase of motor speed. Theoretical and experimental evaluations have shown that high speed brushless motors can perform this role. The R&D process related to the refrigeration compressors deals with several quantities and parameters in order to advance in the technological sense. The motor efficiency is one of such parameters because it relates the mechanical power converted into work and electrical power consumed by the compressor. As a contribution on motor efficiency evaluation, this dissertation presents analysis and experimental evaluations carried out on electrical power measurement. The most important characteristic of this measurement process is deal with high harmonic content signals and low measurement uncertainties. In order to achieve the dissertation goals, prior studies were carried out on: motors and drives characteristics; electrical power measurement methods; mathematical tools and methods suitable for data and signal analysis. A suitable device for high frequency measurement was selected and used in an automated motor testing bench. The frequency spectrum of the evaluated motors showed that the electrical power is concentrated in the fundamental frequency and that harmonics amplitudes are almost negligible. Thus, experimental data indicated that low frequency power meters can provide satisfactory results in such applications. Two commercial power meters - designed for distinct metrological performance - had their measurement results compared on typical motor test conditions and presented maximum difference of 3.2%. The reproducibility WT230 power meter was analyzed in five measurement cycles and presented very small deviations (up to 1.5% in worst case) compared to the average.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T12:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284635.pdf: 4885627 bytes, checksum: c2aafc84150b8addb4daf7e42a815bd2 (MD5) / Ensaios de compressores constituem uma ferramenta essencial no desenvolvimento de sistemas de refrigeração mais eficientes. Um dos ensaios mais representativos é o de desempenho. Tais ensaios são geralmente realizados em bancadas que apresentam incertezas de medição muito altas quando comparadas aos ganhos incrementais que devem ser analisados. Isso implica uso de técnicas estatísticas e faz com que ensaios tenham que ser replicados. Associando-se a esse fato há um longo tempo demandado por cada ensaio, o que torna evidente a dificuldade e o alto custo associado a tal análise. A demora do ensaio é devida principalmente ao longo tempo que o compressor e a bancada levam para entrar em condições de regime permanente - condição nominal de ensaio. Trabalhos recentes mostraram que é viável reduzir o tempo de ensaio empregando redes neurais artificiais (RNA) para analisar o compressor ainda em condições transitórias. Esta dissertação visa contribuir com a validação da técnica de redução de tempos demandados por ensaios de desempenho de compressores de refrigeração através do uso de redes neurais artificiais (RNA). Nesse contexto, foi avaliada a aplicação da técnica em diferentes compressores sob diferentes condições operacionais. A técnica neural avaliada analisa a evolução dos valores das variáveis de ensaio durante o período transitório e tira conclusões quanto ao instante de entrada em regime de cada uma das variáveis de interesse: consumo; capacidade; COP. Além disso, a técnica neural realiza a inferência do valor final de ensaio das variáveis de interesse logo após a entrada em regime permanente dessas. Um sistema desenvolvido usando tal técnica foi implantado em bancada de ensaios de uma empresa. Os resultados obtidos mostram que a aplicação de RNA pode reduzir drasticamente o tempo demandado por tais ensaios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:55:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273418.pdf: 7974008 bytes, checksum: c036db8742ec19ce75af5f3e3285eea0 (MD5) / A inspeção em dutos tem caráter fundamental na prevenção de acidentes na distribuição de combustíveis fósseis, visto que a malha dutoviária é considerada a melhor opção para o transporte de petróleo e derivados. A corrosão externa de dutos está entre as principais causas de acidentes com dutos no Brasil e no mundo, fazendo da inspeção externa um poderoso meio para a prevenção de danos ambientais, sociais e econômicos. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e validar um sistema de medição portátil para a perfilometria externa de dutos. O protótipo foi desenvolvido para se adaptar em qualquer posição da superfície do duto, tendo a capacidade de mensurar uma área de até 300 x 400 mm² em cada posicionamento sobre a superfície. O princípio de medição utilizado é a fotogrametria ativa. Nesse tipo de medição sem contato são utilizadas duas câmeras e um sistema de iluminação estruturada. Como resultado da medição obtém-se a reconstrução tridimensional da área mensurada. A geometria dos defeitos contidos no duto é evidenciada por um software desenvolvido em conjunto com o sistema e apresentada em mapas de cores enfatizando os defeitos e perfis das regiões de maior interesse. Embora ainda em fase de protótipo de avaliação, idealizado primeiramente para dutos com diâmetro maior que 300 mm, o sistema apresenta resultados promissores em testes realizados em laboratório e ótimas perspectivas para a sua ampla utilização em campo. Utilizando materiais de baixo custo e tecnologia brasileira, o sistema apresenta resultados rápidos e confiáveis que podem ser visualizados logo após a medição.

Submitted by Reiner Requião (reinereng@gmail.com) on 2014-06-05T20:00:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 1486230 bytes, checksum: 59c4eedd305298b5614301172251ec07 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-06-30T14:20:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 1486230 bytes, checksum: 59c4eedd305298b5614301172251ec07 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-30T14:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 1486230 bytes, checksum: 59c4eedd305298b5614301172251ec07 (MD5) / CAPES, CNPQ / A publicação do Suplemento 2 do Guia para Expressão da Incerteza de Medição (GUM-S2) apresenta dois método para avaliação da incerteza nos modelos MIMO (Multiplas Entradas e Multiplas Saídas) de medição: o primeiro método (GUF - GUM Uncertainty Framework) baseada na Lei de Propagação da Incerteza e o segundo método MCM-S2 baseada na Lei de Propagação de Funções de Densidade de Probabilidade através do Método de Monte Carlo. Contudo, o método GUF negligencia a informação dos graus de liberdade nas grandezas de entrada para a construção da região de abrangência das grandezas de saída. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento do método para região de abrangência e da fórmula de Welch-Satterthwaite para modelos MIMO. Os resultados mostram que o método desenvolvido consegue fornecer uma região de abrangência satisfatória utilizando os graus de liberdade das grandezas de entrada. Por outro lado, os software de simulação de processos atuais não avaliam a incerteza dos resultados apresentados. O módulo Uncertainty desenvolvido é uma ferramenta que utiliza as equações de modelagem do processo como modelos MIMO e proporciona uma adequada avaliação dos resultados simulados auxiliando nas tomadas de decisões. / The publication of Supplement 2 of Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM-S2) presents two methods to evaluate uncertainty in MIMO (Multiple Input and Multiple Output) measurement models: the first method (GUF - GUM Uncertainty Framework) based on the Law of Propagation of Uncertainty and the second method MCM-S2 based on the Law of Propagation of Probability Density Functions by the Monte Carlo Method. However, GUF neglects information degrees of freedom in the input quantities for the construction of the coverage region of the output quantities. The main objective of this work is the development of the method to the coverage region and the Welch-Satterthwaite formula for MIMO models. The results show that the method developed can provide a satisfactory coverage region using the degrees of freedom of the input quantities. On the other hand, the current software of simulation of processes do not evaluate the uncertainty of results. The module Uncertainty developed is a tool that uses the equations process as MIMO models and provides an adequate evaluate in the simulated results assisting in decision making.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:14:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226467.pdf: 8916827 bytes, checksum: 141257bb624103f4e547145b8a8dae91 (MD5) / A medição de desvios de forma em máquinas de medir por coordenadas (MMC) apresenta vantagens metrológicas e operacionais que não podem ser negligenciadas. Nesta dissertação relatam-se os resultados de uma linha de pesquisa que procura caracterizar os efeitos da quantidade e distribuição dos pontos adquiridos e da freqüência de corte do filtro nos resultados da medição de circularidade por scanning em máquinas de medir por coordenadas. Para fins da pesquisa utilizaram-se duas máquinas de alta exatidão, equipadas com cabeçotes analógicos ativos. Um padrão de múltiplas ondas foi medido num amplo leque de condições, pós-processando as coordenadas dos pontos obtidos pelas máquinas de medir por coordenadas em algoritmos de referência, externos ao software de medição da própria máquina. Estudou-se o comportamento de dois parâmetros de circularidade: a amplitude total pico-vale e o conteúdo dinâmico do perfil, avaliado com aplicação da transformada rápida de Fourier. A partir dos resultados obtidos na pesquisa, enunciaram-se recomendações para melhorar a prática de medição.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:16:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317589.pdf: 37414152 bytes, checksum: 0973f5f946c7598685f365423aa96da2 (MD5) Previous issue date: 2012 / A tomografia computadorizada por raios X (TC) é uma emergente tecnologia de medição por coordenadas. Devido ao seu princípio físico que utiliza a atenuação de raios X, a TC permite um controle simultâneo das características geométricas e do material, sendo adequada para a medição de peças de alta complexidade geométrica, de baixa rigidez e de baixa densidade. Durante o processo de preparação de medição (setup) as decisões tomadas pelo usuário têm grande influência sobre a qualidade final da medição. Trata-se de uma etapa demorada e fortemente dependente da experiência do usuário, o que leva geralmente a soluções iterativas baseadas em prova e erro. A geração e sistematização do conhecimento sobre as relações entre a tarefa de medição, parâmetros de configuração e a matriz de voxel resultante pode ser considerado um importante passo para a consolidação da TC no âmbito da metrologia dimensional. Uma iniciativa nesse sentido é desenvolvida no escopo do programa BRAGECRIM. O projeto CT Metro prevê a melhoria do processo de setup através do desenvolvimento de um sistema que objetiva orientar o operador na escolha dos parâmetros de medição. Dentro desse escopo, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e validação experimental de um conjunto de peças que emulem aspectos específicos das tarefas de medição desempenhadas por tomógrafos industriais e que representem a sua grande diversidade. Tais peças foram desenvolvidas com uma abordagem sistemática levando em consideração aspectos específicos da tecnologia. Por fim, um conjunto de medições permitiu a validação das peças e um ganho significativo no entendimento sobre a relação entre parâmetros de configuração e qualidade do processo de medição.<br> / Abstract : The industrial computed tomography (CT) is an emerging technology of coordinate measuring. Due to its physical principle that uses the attenuation of X-ray, CT allows concurrent control of the geometric and materialcharacteristics. It is suitable for measuring the geometric pieces of high complexity, low stiffness and low density. During the preparation process the definition of setup parameters are very important over measurement quality, however is slow and strongly dependent on the user experience which usually leads to iterative solutions. The generation and systematization of knowledge about the relationship among the measurement task, setup parameters and the resulting voxel matrix can be considered an important step towards the consolidation of CT in the context of dimensional metrology. One initiativein this way is developed within the scope of the project CTmetro. This project has the object to design software which will help the user on definition of setup parameters.Within this framework the present work had as objective the development and experimental validation of a set of pieces that emulate specific aspects of measurement tasks performed by industrial CT scanners and representing its great diversity. These pieces were developed with a systematic approach that used the best practices of precision engineering taking into account the specific aspects of technology. Taking care about the manufacturing process that enabled the calibration with low uncertainty values. Finally, the set of measurements allow the validation of parts as well as a significant gain in understanding the relationship between setup parameters and quality of the measurement process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319238.pdf: 1556805 bytes, checksum: 1695c64db67701aa6b4a03312feb66e0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Ensaios de partida e tombamento de compressores são importantes para determinar as curvas de comportamento dos mesmos frente a uma aplicação específica. Contribuições de dissertações de mestrado anteriores permitiram automatizar uma bancada manual de ensaios de partida e tombamento e aprimoraram métodos de avaliação de incertezas, tanto as associadas à expressão da curva de tombamento quanto as relativas à medição de temperatura do enrolamento do compressor sob ensaio. Neste trabalho, foi realizada a integração do novo sistema de medição de temperatura, que é feita através da inserção de componente de corrente contínua junto à alternada, na alimentação do motor do compressor. Esse método permite, além da medição da temperatura interna do compressor sem necessidade de instrumentá-lo, o aquecimento acelerado do compressor e consequente diminuição do tempo de transiente da bancada. Para implementação das mudanças, foram realizadas alterações na rotina de ensaios, no software e hardware da bancada. Realizaram-se ensaios de partida e tombamento para validar a bancada aprimorada, bem como sua nova configuração, e os dados foram confrontados com os obtidos na bancada manual instalada na empresa parceira deste projeto. Os resultados alcançados apresentam baixas incertezas. Além disso, pela aquisição contínua dos dados ao longo do ensaio, é possível caracterizar e quantificar, em todos os instantes, a curva do compressor até seu tombamento. Apresenta-se também uma avaliação da influência nos resultados dos ensaios de tombamento proporcionada pela variação da curva de pressão à qual o compressor em teste é submetido durante os ensaios. Também é feita proposta, com base na comparação das opções disponíveis no mercado, de nova arquitetura de aquisição de sinais para a bancada, que proporcione melhores características metrológicas e maiores robustez e estabilidade. Por fim, mostra-se que a bancada aprimorada é capaz de realizar ensaios de partida e tombamento dentro das tolerâncias exigidas, e permite que os mesmos sejam realizados sem a necessidade de instrumentar o compressor em teste com sensores de temperatura, o que aumenta a produtividade da bancada, além de prover método de aquecimento acelerado mais eficiente. Desse modo, o ensaio passa a ser executado em menos tempo e com confiabilidade metrológica garantida. <br> / Start and stalling tests of refrigeration compressors are important to determine their curves behavior in a specific application. Contributions of previous dissertations allowed automate a manual test panel and improved methods for evaluating uncertainties, like those associated to stalling curve expression and winding temperature measurement of the compressor under test. In this work, was performed the integration of a new temperature measuring system, done by direct current component insertion into the alternating current feeding of compressor motor. This method allows, in addition to winding internal temperature measurement without instrumentation, rapid heating of the compressor resulting in transient time reduction for the panel test. For implementation of changes, alterations were made in testing routines, software and hardware of the panel. Start and stalling tests were performed to validate the improved panel as well as its new configuration. The data was compared to those obtained from the manual panel installed on the plant of the company partner in this project. The results achieved have low uncertainties. Also, with continuous data acquisition during the test, it is possible to characterize and quantify the compressor stalling curve at any instant. Moreover, it also presents an evaluation of the influence on the stalling test results provided by variation of the pressure curve at which the compressor under test is subjected during tests. A new architecture for signal acquisition for panel is proposed, based on the comparison of the market available options looking for best metrological characteristics and improved hardiness and stability. Finally, it is shown that the improved panel is able to perform start and stalling tests into the required tolerances and enables it, without need to instrument the compressor under test with thermo sensors, which increases the productivity of the panel, besides providing a more efficient accelerated heating method. In this way, the test is performed in less time and with metrological reliability guaranteed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:47:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197110.pdf: 1052287 bytes, checksum: fb1a1fef913af8ab2dd768d82783610c (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo avaliar a incerteza de medição e proporcionar melhorias da realização de ensaios de combustíveis através do uso de normas gerais, dos guias (EURACHEM e ISO GUM), de ferramentas da qualidade e métodos de ensaios de combustíveis, propondo, assim, uma sistemática de avaliação e melhoria do ensaio, gerenciada pelo ciclo PDCA (Planejamento, Execução, Checagem e Ação) na busca da melhoria continua. Para a aplicação temos dois casos práticos: o primeiro relaciona-se com condutividade elétrica do álcool combustível, utilizando um condutivímetro. Antes, porém, foi feita uma aplicação interna da sistemática onde foi necessário calcular a incerteza expandida da preparação da solução padrão do KCl (referência para regulagem do condutivímetro), a seguir, foi rodado duas vezes o PDCA. Para o primeiro ciclo do PDCA foram adotados os procedimentos seguidos pelo laboratório, obtendo-se uma incerteza expandida de 0,076 ms/cm associada a cada medição, superior a incerteza alvo: 0,050 ms/cm. Já no segundo ciclo, foram utilizadas as melhorias já evidenciadas no primeiro ciclo, obtendo-se uma incerteza de 0,035 ms/cm associada a cada medição, inferior a incerteza alvo: 0,050 ms/cm. A segunda aplicação está relacionada a medição da massa específica da gasolina comum utilizando um densímetro graduado, obtendo-se uma incerteza de 0,012 g/ml associada a cada medição, que foi igual a incerteza alvo estabelecida. Já este ensaio, é considerado um dos mais importante nos ensaios de combustíveis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204363.pdf: 7466793 bytes, checksum: e7cf53c3d0a76946eee562313827e695 (MD5) / Sistemas de medição automáticos dedicados à inspeção geométrica caracterizam-se por apresentar uma configuração pouco flexível, possuindo assim uma finalidade extremamente específica. No entanto, sua velocidade de resposta e alto nível de repetitividade os posicionam em cenário favorável frente aos demais tipos de dispositivos, os tornando ideais para aplicações onde há exigências quanto ao tempo e volume de inspeção, normalmente encontradas em processos onde se faz necessária a inspeção 100%. Porém, atender tais características bem como a finalidade para qual se destina o sistema, não é tarefa trivial. Na indústria o projeto e desenvolvimento de sistemas de medição, sejam eles dedicados ou não, se dá normalmente de forma não metódica. Somente em alguns casos, constata-se a presença de métodos próprios de organização, mais voltados ao atendimento dos requisitos da norma ISO 9000 do que a alcançar uma real qualidade funcional e metrológica no produto. Desta maneira são inibidas a sistematização das tarefas e a geração de documentação, importantes para tais projetos. Observa-se ainda, grande dificuldade em se manter o processo de desenvolvimento voltado ao atendimento das necessidades dos clientes. Isto se deve à falta de contato entre projetistas e clientes, a não percepção da importância da identificação destas necessidades pelos projetistas , ou ainda ao desconhecimento de como traduzir essas necessidades em especificações de projeto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212593.pdf: 2706208 bytes, checksum: 696799a33d4746badbe150135f9d408d (MD5) / A crescente competição mercadológica mundial e o atual cenário da indústria eletrônica no qual os produtos tornam-se cada vez mais complexos e os índices de qualidade e confiabilidade cada vez mais apertados, apontam para uma situação na qual a necessidade da utilização de técnicas que auxiliem na construção da confiabilidade de um produto desde as primeiras fases do seu