Dissertação (mestrado) - Univresidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T08:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:23:54Z : No. of bitstreams: 1 175567.pdf: 17612530 bytes, checksum: dbdcf5c3cd1434ac42afa52a4819ffcf (MD5) / Implementação e a avaliação metrológica de um sistema de medição capaz de medir superfícies livres 3D sem contato e em tempo reduzido, formado a partir da integração de um sensor óptico a laser do tipo "Folha de Luz" em um braço de medição (máquina de medir por coordenadas portátil). Apresenta um estudo resumido sobre o princípio de funcionamento de cada sistema em separado, suas principais fontes de incerteza e formas de calibração. Detalha o acoplamento mecânico e a metodologia especialmente desenvolvida capaz de combinar as informações geradas pelo sensor óptico e pelo braço de medição. Estima a incerteza de medição do sistema integrado a partir da medição de geometrias conhecidas (plano e esferas), apresentando ainda exemplos de medição 3D.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242486.pdf: 6256699 bytes, checksum: 2914fceea039386d90aede5de1bf2b42 (MD5) / A competitividade acirrada no mercado de compressores tem sido responsável pela expressiva injeção de recursos em pesquisa e desenvolvimento. Significativa parcela desses recursos é destinada a atividades experimentais, aí incluídas as bancadas de ensaio de compressores. Em alguns dos ensaios realizados é preciso ter a certeza de que a máquina assíncrona, associada ao compressor hermético, não irá exceder certos limites de temperatura em funcionamento sob determinadas condições. Para tanto, é preciso conhecer bem o valor da temperatura do enrolamento do motor de indução e isso deve ser feito com ele alimentado. A temperatura é medida indiretamente através da observação da variação da resistência do enrolamento entre o momento da medição e de uma condição conhecida de temperatura. Para atender as exigências dos ensaios, o valor deve ser obtido com baixa incerteza, concomitante à obtenção dos demais parâmetros investigados convencionalmente nos ensaios. A inexistência de uma solução satisfatória disponível no mercado motivou a execução desta dissertação. Foram pesquisadas estratégias para obtenção da resistência de enrolamento em máquinas alimentadas. Optou-se pelo método da superposição de correntes alternada e contínua. Foi elaborado um protótipo com característica adicional de operar independente da bancada de ensaios. Análises experimentais foram realizadas para verificar o desempenho do sistema desenvolvido, incluindo avaliação do comportamento metrológico. Como resultado, obteve-se um sistema de medição que permite medir a resistência ôhmica dos enrolamentos de todas as classes de compressores herméticos baseados em motores monofásicos de indução.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258290.pdf: 1249033 bytes, checksum: 435d0398e9c8583f051f4129fc5de353 (MD5) / Dentre as diversas grandezas importantes para caracterização operacional de compressores de refrigeração, freqüência rotacional possui destaque em diferentes ensaios de compressores. Atualmente, para compressores herméticos, é usual instrumentar-se internamente o compressor para a realização da medição de freqüência rotacional, o que demanda tempo e custos indesejáveis. O presente trabalho objetiva propor, desenvolver e avaliar soluções para viabilizar a medição indireta e não-invasiva da freqüência rotacional para uso em bancadas automatizadas de ensaios de compressores. Ressalta-se que não existe no mercado um instrumento adequado para a realização da medição de tal grandeza, o que fornece ao sistema desenvolvido o caráter de inovação tecnológica. Duas frentes de trabalho realizadas para se obter os métodos de medição propostos são descritas e analisadas: seleção das grandezas que compõem a função de medição e seleção das ferramentas matemáticas mais adequadas para tratamento da informação. Os métodos escolhidos foram implementados e analisados experimentalmente contra um compressor padrão instrumentado internamente. Dentre as diversas formas estudadas, a análise do sinal de pressão de descarga e do sinal de corrente de alimentação do compressor, tanto pela identificação da freqüência de escorregamento, quanto pela detecção de componentes de excentricidade, apresentaram excelentes resultados. Além de permitir a medição empregando informações de grandezas já normalmente medidas em ensaios - corrente e pressão - os métodos propostos suplantaram muito as exigências estabelecidas por normas técnicas para medição de freqüência rotacional em ensaios de compressores. Obteve-se um sistema de medição de freqüência rotacional versátil, rápido e de baixa incerteza.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:11:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236831.pdf: 1801576 bytes, checksum: b6443a4e8fb4ab0a9dd20beb10717dc2 (MD5) / O ensaio de desempenho é um dos mais importantes meios de avaliação de um compressor, tanto no desenvolvimento, quanto no controle de qualidade. Os principais resultados obtidos nos ensaios são a capacidade de refrigeração, a potência consumida e o coeficiente de performance. Mesmo normatizados e largamente empregados tais ensaios atualmente geram resultados aquém do desejado. Os ensaios são demorados # é comum que ensaios levem mais de quatro horas # e apresentam incerteza de medição muito elevada frente aos desafios atuais do mercado globalizado de refrigeração. O resultado é que tais ensaios acabam não satisfazendo às necessidades dos setores de P&D e nem mesmo do controle de qualidade das empresas. Este trabalho é parte de um projeto de aprimoramento de uma bancada de ensaios visando reduzir a incerteza de medição. Uma das componentes que mais contribuem na composição da incerteza do ensaio são as grandezas elétricas. Em particular, este trabalho foca a medição de tais grandezas. São analisados vários sistemas de medição de potência disponíveis no mercado. A falta de uma solução pronta, adequada em termos de custos e de incertezas, levou ao desenvolvimento de um sistema próprio, específico para o caso. Dentre varias concepções analisadas, o emprego de shunts, divisores resistivos e aquisição e processamento de valores instantâneos automatizados mostrou-se a mais adequada. Um protótipo foi implementado. Análises teórica e experimental # através de calibrações e ensaios # foram feitas para avaliar metrologicamente a concepção adotada e o protótipo desenvolvido. O resultado foi o alcance de significativa redução na incerteza dos ensaios, mesmo empregando instrumentos mais baratos, o que demonstrou o pleno alcance dos objetivos propostos. Performance test is one of the most important activities for compressor evaluation in product development and quality control. Some relevant results of these tests are capacity of refrigeration, power consumption and coefficient of performance. Despite these tests have been run in conformance to standards worldwide, the results currently obtained are far from the state-of-art in metrology. Normally theses tests are very time consuming taking more than four hours to complete carrying high measurement uncertainties which do not satisfy the global refrigeration market. These results mostly do not satisfy the research and development neither the quality control processes in industry. This dissertation is part of a project to improve a compressor test bench aiming on reduction of measurement uncertainty. The electrical quantities are among the most contributing components in the measurement uncertainty of performance tests results. In particular, this dissertation focuses the measurement of such quantities. Some power measurement systems available in the market are analyzed. The non-availability of a market solution which was adequate in terms of costs and uncertainties led to the development of a specific measurement system. Among the analyzed conceptions, the use of current shunts, resistive voltage dividers and automated acquisition and processing of instantaneous values was revealed the most adequate. A prototype was implemented and analyzed theoretically and experimentally - through calibrations and tests # for metrological confirmation. A significant reduction in the uncertainty of compressors performance tests was reached even using low cost instruments. The obtained results fully agree with the stated objectives of this dissertation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Ensaios de desempenho de compressores herméticos são normatizados. A norma mais largamente empregada pelo setor industrial é a ISO 917. Ela estabelece que os ensaios sejam realizados com duração mínima de uma hora após o compressor ter alcançado as previstas condições de estabilidade. Para alcançar a estabilidade - regime permanente - é normal que exista um período anterior a ele, subdividido em transitório e acomodação das variáveis, com duração de três horas ou mais. O transitório é o tempo durante o qual as variáveis evoluem no sentido do regime permanente. A acomodação é o intervalo de tempo no qual as variáveis já estariam em regime permanente, mas pacotes de dados são perdidos por existirem oscilações que extrapolam os limites de tolerância impostos pela norma. As oscilações são resultado de perturbações e da ineficiência dos controles da bancada de ensaio. O objetivo do trabalho foi, a partir dos resultados de análise teórico-experimental, propor ações para reduzir o tempo de transitório e aumentar a estabilidade da bancada. Para cumprir o objetivo foram detectados os pontos críticos que contribuem para a demora da estabilização e dificultam a sua manutenção durante o regime permanente. Conhecidos os pontos críticos e definidas as soluções, foram efetuadas modificações e procedidos ensaios para obter o novo comportamento do sistema. Os resultados alcançados permitem reduzir de forma expressiva o tempo demandado por ensaios. O tempo que antecede o regime permanente foi reduzido para pouco mais de uma hora. A partir dos dados obtidos foram elaboradas recomendações para aprimoramento de bancadas e de procedimentos de ensaios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211750.pdf: 618926 bytes, checksum: afe99a76dca5d80b038b28cfb766d6f3 (MD5) / Um dos componentes responsáveis pela confiabilidade dos sistemas elétricos de transmissão e distribuição de energia elétrica é a garantia da conformidade dos equipamentos de medição utilizados. Envolvem-se aí uma grande quantidade de equipamentos espalhados geograficamente. Os procedimentos metrológicos empregados no setor, norteados por calibrações simplificadas, estão distantes do que preconiza o estado-da-arte em metrologia e

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-22T03:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213462.pdf: 2029868 bytes, checksum: 26d7882337683cfc66a3c3f95dc6b2a0 (MD5) / A globalização da economia e a uniformização dos sistemas da qualidade adotados pelos diversos países, impôs às empresas brasileiras exigências superiores em termos de metrologia, qualidade e normalização. Processos de medição confiáveis no chão de fábrica, com pequenas variações, têm papel fundamental e determinante na garantia da qualidade e competitividade das empresas brasileiras, de modo a satisfazerem às práticas internacionais e conseqüentemente participem das redes globais de fornecedores. Neste trabalho, será abordado o tema Avaliação e Melhoria do Processo de Medição no ambiente industrial contemplando os aspectos da relevância dos processos de medição no contexto da gestão industrial e das dificuldades e deficiências dos métodos e da prática atual. Propõe-se neste trabalho , desenvolver uma Sistemática para análise e melhoria do processo de medição, disponibilizada com o emprego da Tecnologia da Informação, proporcionando confiabilidade, agilidade e melhor aproveitamento dos recursos despendidos pelas empresas neste processo. Para a validação da Sistemática desenvolvida foram realizados dois estudos de casos em duas empresas. Estes estudos , possibilitaram praticar a funcionalidade da Sistemática e comprovar sua viabilidade; identificar pontos para aperfeiçoamento e modificações necessárias. Os resultados alcançados dizem respeito aos resultados dos estudos de casos; à eficácia da Sistemática ; aos ganhos competitivos para empresa e a aplicabilidade da Sistemática.

Esta tese apresenta o mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições, a qual visa ser uma ferramenta de auxílio na tomada de decisões estratégicas relacionadas à inserção brasileira no processo de fornecer confiança às medições. A tese contempla inicialmente um relato da evolução histórica do surgimento dos organismos relacionados à metrologia e identifica e descreve os instrumentos envolvidos no processo de fornecer confiança às medições. O mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições foi desenvolvido a partir de informações da literatura dos organismos que fazem parte da estrutura global e corroborada pelas entrevistas com especialistas da área. Para realizar o mapeamento foi entendido o processo de fornecer confiança às medições identificando as funções que o compõem. Os organismos que realizam as funções foram agrupados em subestruturas. A primeira subestrutura contempla a função de entender as demandas para os produtos e serviços. Esse entendimento é realizado através da sistematização e da formalização das especificações demandadas. A segunda subestrutura contempla a função de garantir a conformidade das especificações demandadas e das avaliações de produtos e serviços. Essa garantia é realizada através da avaliação da conformidade de primeira, segunda e terceira partes. A terceira subestrutura contempla a função de fornecer confiança ao resultado das medições de produtos e serviços, que é realizada através da metrologia científica e industrial. Cada uma dessas subestruturas foi detalhada e foram identificados os organismos internacionais, regionais, nacionais e seus relacionamentos, gerando assim o mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições. Com este mapeamento foi possível identificar os organismos nos quais o Brasil possui representação. A partir desta identificação foi realizada uma análise estatística para comparar a inserção brasileira nos organismos internacionais que atuam nas três funções do processo de fornecer confiança às medições. / This thesis presents the mapping of global structure that provides reliance to measurements, which aims to be a support tool in taking strategic decisions that are related to the Brazilian insertion in the process that provides reliance to measurements. The thesis contemplates initially the organisms historical evolution related to metrology, and identifies and describes instruments involved in the process of providing reliable measurements. The mapping of global structure that provides reliance to measurements was developed based on organism’s literature information that are part of global structure, and also on interviews with specialists of this area. In order to accomplish the mapping, it was necessary to understand the process of providing reliance to measurements by identifying the functions that compose the mapping process. Organisms that carry through the functions were grouped in substructures. The first substructure contemplates the function of understanding the demands for products and services. This understanding is accomplished by systematization and formalization of demanded specifications. The second substructure contemplates the function of guaranteeing the conformity of demanded specifications and of products and services’ evaluations. This guarantee is carried through conformity assessment through first, second and third part. The third substructure contemplates the function of providing reliance to the measurements result of products and services, which is carried through the scientific and industrial metrology. Each one of these substructures was detailed and the international, regional, national organisms and its relationships were identified, thus generating the mapping of global structure that provides reliance to measurements. Using this mapping it was possible to identify the organisms in which Brazil has representation. From this identification a statistical analysis was carried through to compare the Brazilian insertion into the international organisms that act on the three functions of the process of providing reliance to measurements.

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 2012-10-25T00:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286752.pdf: 7385358 bytes, checksum: 92d88c6e8f924e39f52c2d3e9dcb74b6 (MD5) / There is a demand related to the development of a new measurement tool for monitoring the position of pendulum installed in dams. Thus, from a series of operational and metrological requirements, it was proposed, in this work, the construction and the evaluation of the characteristics of a prototype in order to study the applicability of stereoscopy technique to design an utomated and portable alternative to the currently available coordinometers. Considering the developed prototype, it was characterized an economic configuration in which reference bases are positioned at the measuring stations, which are then monitored using a mobile module. Furthermore, a series of components were designed in order to express the results of measurements according to the characteristics defined for the measurand. Carrying out the calibration for the system evaluation, it was observed that the level of uncertainty associated with measurements fitted to the to the acceptance threshold of 0:05 mm for all over the measuring range, except for a single control point located at the edge (..15:000; ..15:000)T mm. Additionally, it was observed that the variation of the environment illumination is probably not critical considering the performance of the prototype, since it was not identified the occurrence of significant errors for the different configurations studied. Regarding the influence of temperature, on the other hand, it was noticed that an increase of approximately 7oC in the value of this parameter determined the appearance of systematic components of approximately 0:015 mm in the direction of dX and dZ axes considering the position estimates of the pendulum wire. This discrepancy, however, can possibly be minimized by applying a correction function considering the thermal expansion coefficient of the material used for fabricating the reference bases. Finally, it was identified a substantial gain provided by the automation of the process when considered the variability minimization of the results related to the measurand position identification, which process is now systematically done without the aid of the operators. Thus, it can be concluded that the evaluated measurement technique displays to be promising for the design of a novel automated and portable module for pendulum monitoring, which gives it a fundamental contribution to the field of instrumentation in dam safety. / Existe uma demanda relacionada ao desenvolvimento de um novo instrumento de medição destinado à monitoração da posição de pêndulos instalados em barragens. Desse modo, a partir de uma série de requisitos metrológicos e operacionais, propôs-se, nesse trabalho, a construção e a avaliação das características de um protótipo como forma de estudar a aplicabilidade da técnica estereoscopia para a concepção de uma alternativa portátil e automatizada aos coordinômetros atualmente disponíveis no mercado. Em relação ao protótipo desenvolvido, caracterizou-se uma configuração econômica em que bases de referência são posicionadas em estações de medição, sendo as mesmas monitoradas utilizando-se um módulo móvel. Além desses aspectos, uma série de componentes foram concebidos visando-se expressar os resultados das medições de acordo com as características definidas para o mensurando. Considerando-se a calibração realizada para a avaliação do sistema, observou-se que o nível de incerteza associado às medições enquadrou-se em relação ao limiar de aceitação de 0,05 mm para toda a faixa de medição, com exceção de um único ponto de controle localizado na extremidade (-15,000, -15,000) mm. Paralelamente, foi observado que a variação do iluminamento do ambiente não apresentou-se como um fator crítico frente ao desempenho do protótipo, já que não foi identificado o surgimento de parcelas significativas de erro para as distintas configurações avaliadas. Quanto à influência da temperatura do ambiente, por sua vez, notou-se que um incremento de aproximadamente 7oC no valor nesse parâmetro determinou o aparecimento de componentes sistemáticas de aproximadamente 0,015 mm na direção dos eixos dx e dz em relação às estimativas da posição do fio do pêndulo. Tal discrepância, no entanto, possivelmente pode ser minimizada por meio da aplicação de uma função de correção considerando-se o coeficiente de expansão térmica do material utilizado para a fabricação das bases de referencia. Por fim, foi identificado um ganho substancial proporcionado pela automatização do processo em relação à variabilidade dos resultados visto que a identificação da posição do mensurando é agora delineada sistematicamente sem o auxílio dos operadores. Conclui-se, desse modo, que a técnica de medição baseada em estereoscopia apresenta-se promissora para a concepção de um módulo de monitoração de pêndulos portátil e automatizado orientado aos requisitos de projeto, caracterizando, assim, uma contribuição fundamental para a área de instrumentação em segurança de barragens.

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 2012-10-25T08:54:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284078.pdf: 9875497 bytes, checksum: bb2e9aa16b79bead0cc1c9e48bbabd9a (MD5) / A instrumentação de barragens é de fundamental importancia para o monitoramento do comportamento dessas estruturas. Por meio da instrumentação pode-se, por exemplo, verificar se a barragem está se comportando conforme planejada e ainda observar antecipadamente mudanc¸as que possam comprometer a sua integridade. Um dos instrumentos mais importantes utilizado nesse contexto corresponde ao piezometro. Esse instrumento consiste basicamente em um conjunto formado por um elemento poroso denominado bulbo e um tubo de comprimento variável e diametro de 19,05 mm (3/4"). Assim, para a leitura da subpressão atuante na fundação da barragem deve-se medir o nivel d´agua contido no interior do piezometro, sendo que, atualmente, em muitos casos essa leitura é realizada manualmente, apresentando desvantagens como insalubridade associada aos procedimentos de leitura e susceptibilidade a ocorrencia de erros nas medições. Nesse contexto, buscase desenvolver um instrumento portatil que efetue as medições de nível piezometrico de modo confiavel e que melhore as condições de trabalho dos operadores. Este trabalho teve o objetivo de, a partir da analise previa de diversos princípios de medição de nível, avaliar, principalmente do ponto de vista metrologico, a aplicabilidade do princípio de mediçao de nível por borbulhamento para a mediçãao de niveis piezometricos. De acordo com as avaliações realizadas neste trabalho, tanto a incerteza de medição estimada teoricamente quanto a incerteza de medição determinada experimentalmente foram inferiores `a incerteza de medição considerada aceitavel para a aplicação (20 mm). Concluiu-se então que o principio de medição de nivel por borbulhamento representa uma alternativa viavel para a medição de niveis piezoetricos. / Dam's instrumentation plays an important rule for monitoring the behavior of these structures. Through the analysis of the data generated by the instrumentation it's possible to verify, for example, if the dam is behaving as planned and also observe changes which can damage its integrity beforehand. In this context, one of the most important instrument used is the piezometer. This instrument is basically composed by a porous element called bulb and by a tube of variable length and diameter of 19,05 mm (3/4"). In order to read out the subpressure value in the foundation of the structure the water level contained within the tube is measured. However, in many cases, this process is done manually and has associated disadvantages such as insalubrity for the operators and susceptibility to measurement errors. In this context, is sought the development of a portable instrument which performs reliable measurements of water level in iezometers and improve the working conditions of the operators. From a previous analysis of several level measurement principles, this work was aimed to evaluate, mainly in the metrological point of view, the applicability of bubbling level measurement principle for measuring piezometric levels. According to assessments conducted in this work, both the measurement uncertainties, the theoretically estimated and the experimentally determined were lower than the measurement uncertainty acceptable for the application (20 mm). It was concluded that the bubbling level measurement principle represents a viable alternative for measuring piezometric levels.