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http://hdl.handle.net/1843/32997| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Caracterização metrológica do sistema de medição de deslocamento por interferometria de um espectrômetro FTIR |
| Autor(es): | Fabiano Sanhes Rocha |
| Primeiro Orientador: | Flávio Henrique Vasconcelos |
| Primeiro membro da banca : | Carlos Andrey Maia |
| Segundo membro da banca: | Hilton de Oliveira Mota |
| Terceiro membro da banca: | Welington Ferreira Magalhães |
| Resumo: | Sistemas de medição de deslocamento por interferometria são amplamente utilizados em diversas áreas da ciência e podem fornecer com precisão informações sobre diversas grandezas de interesse. Por se constituírem de elementos ópticos e dispositivos mecânicos, os interferômetros são afetados por diversos tipos de erros. Na espectroscopia analítica o uso dos espectrômetros de infravermelho auxiliados pelos interferômetros permitem a introdução de consideráveis melhorias e vantagens em comparação aos espectrômetros dispersivos, tanto para caracterização qualitativa quanto quantitativa de substâncias químicas. No entanto, esta melhor qualidade da instrumentação, torna de grande importância elaborar modelos matemáticos e estatísticos que representem não apenas as leis físicas, mas um processo de medição, incluindo todas aquelas grandezas relevantes para a determinação da incerteza do resultado da medição. Este trabalho apresenta a metodologia empregada na construção do modelo de medição e avaliação do resultado da medição do interferômetro de Michelson utilizado no sistema de referência do espectrômetro de infravermelho por transformada de Fourier considerando as variações do comprimento de onda do laser, índice de refração do ar, erros do caminho óptico, desalinhamento dos espelhos e sistemas eletrônicos. O sistema de medição de deslocamento por interferometria ou DMI, relaciona o comprimento do caminho óptico do interferômetro ou retardação com a intensidade da radiação no espectro do infravermelho. O valor da retardação é medido em função da diferença de fase dos sinais gerados por dois detectores ópticos posicionados em quadratura e alinhados em direção ao feixe do laser de referência em um arranjo denominado QPSI (Quadrature Phase Shift Interferometer). O resultado da medição foi determinado a partir do método de Monte Carlo no qual é fundamentado em simulações computacionais e algoritmos iterativos, os valores mais prováveis que afetam o valor da retardação foram sorteados das distribuições de probabilidades das grandezas e avaliados por meio do modelo de medição proposto. Além de permitir obter diretamente a distribuição de probabilidades do mensurando quando um grande número de iterações é realizado, o método pode ser aplicado a modelos lineares e a modelos não-lineares, tal como o proposto nesta dissertação. |
| Abstract: | Displacement measuring interferometry systems are widely used in many fields of science and can accurately provide information about several different quantities of interest. Because they are composed by optical elements and mechanical devices, the interferometers are affected by several types of errors. In analytical spectroscopy, the use of infrared spectrometers aided by interferometers brings considerable improvements and offer many advantages in comparison to the dispersive spectrometers, for qualitative and quantitative characterization of chemical susbstances. However, this better quality instrumentation requires mathematical and statistical models that represent not only the physical laws, but also the measurement process, including all those quantities relevant to the determination of the uncertainty of the measurement result. This work presents a methodology employed to develop the measurement model and to evaluate the measurement result for the Michelson interferometer. The device used as the reference system of the Fourier transform infrared spectrometer taking into account the variations of the laser wavelength, refractive index of the air, optical path errors, misalignment of mirrors and electronic systems. The displacement measuring interferometry system or DMI is responsible for the correct relationship between the infrared radiation intensity and the optical displacement or retardation. The value of the retardation is measured as a function of the phase-shiffting of the signals generated by two optical sensors positioned in quadrature and aligned towards the reference laser beam in an arrangement called QPSI (Quadrature Phase Shift Interferometer) The measurement result are figured-out with a computer program that implements the Monte Carlo method. The MCM is based on computer simulations, iterative algorithms and the model evaluation by drawing the most likely values that can affect a quantity of interest and evaluated by the measurement model proposed. The MCM also allow to find-out directly the probability distribution of the measurand when a large number of iterations is performed. This method can be applied to linear models as well as to nonlinear models, such as the one proposed in this dissertation. |
| Assunto: | Engenharia elétrica Interferometria Análise espectral Medição |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/32997 |
| Data do documento: | 20-Dez-2016 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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