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Leitura e calibração de manómetros mecânicos através da visão por computador em linguagem Python

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Abstract(s)

A metrologia assume cada vez mais um papel vital na sociedade atual, incrementando a segurança, a qualidade de vida e garantindo um melhor ambiente. Obter resultados de medições instrumentais com menor incerteza tornou-se vital na era atual. Atendendo à evolução da nanotecnologia surgiu a nanometrologia que trata do desenvolvimento e de leituras ao nível atómico. O fundamento da ciência alicerça-se em medições com incertezas cada vez mais reduzidas; neste sentido, o trabalho desenvolvido surge na necessidade de acrescentar algo de novo na melhoria das medições e no seu processo de obtenção, como a calibração/verificação de manómetros. Utilizando a visão por computador e o cálculo automático das incertezas que afetam as medições resultantes de procedimentos automáticos, é possível libertar o fator humano no acrescento de erros experimentais durante a leitura manual. Nesse sentido têm sido dados passos algo pioneiros para uma abordagem deste tipo, aplicando-se de forma combinada sistemas eletromecânicos com câmaras de vídeo para aquisição de imagem e aplicação de software de cálculo numérico como o LabView para aquisição de dados e interpretação da posição do indicador em manómetros. A abordagem que aqui se apresenta visa implementar uma aplicação autónoma de ferramentas proprietárias, recorrendo a ferramentas de software livre baseadas na linguagem de programação Python e nas diversas bibliotecas de desenvolvimento específicas para a área em estudo, tentando assim alcançar um elevado rigor na aquisição de medidas e processamento das incertezas inerentes a todo o processo de calibração. O objetivo do trabalho é produzir um sistema de custos reduzidos, atendendo à necessidade de sistemas automáticos para efetuar a calibração, sobretudo quando é necessário atender à elevada quantidade de manómetros para verificar e calibrar e ao reduzido número de operadores para responder a esta elevada demanda, própria de uma sociedade que procurar o rigor, a segurança, a qualidade e, por fim, o bem estar. A metodologia desenvolvida ao longo deste trabalho permitiu implementar um sistema automático para determinação das posições angulares de ponteiros em manómetros com vista à determinação de medidas de calibração e respetivas incertezas, inerentes ao processo de calibração de manómetros.
Metrology increasingly assumes a vital role today, increasing safety, quality of life and ensuring a better environment. Obtaining results from instrumental measurements with less uncertainty has become vital in the current era. In view of the evolution of nanotechnology came the nanometrology that deals with the development and development and readings at the atomic level. The foundation of science is based on measurements with increasingly reduced uncertainties; in this sense, the work developed arises from the need to add something new in the improvement of the measurements and in their process of obtaining, such as calibration / checking of gauges. By using computer vision and automatic calculation of the uncertainties that affect the measurements resulting from automatic procedures, it is possible to release the human factor in the addition of experimental errors during manual reading. In this sense, some pioneering steps have been taken for such an approach, by combining electromechanical systems with video cameras for image acquisition and the application of numerical calculation software such as LabView for data acquisition and interpretation of the position of the indicator in manometers. The approach presented here aims to implement an autonomous application of proprietary tools, using free software tools based on the Python programming language and the various development libraries specific to the area under study, trying to achieve a high accuracy in the acquisition of measures and processing the uncertainties inherent in the entire calibration process. The objective of the work is to produce a low cost system, taking into account the need for automatic systems to perform the calibration, especially when it is necessary to meet the high number of gauges to check and calibrate and the small number of operators to respond to this high demand, a society that seeks rigor, safety, quality and, finally, well-being. The methodology developed during this work allowed the implementation of an automatic system for the determination of the angular positions of pointers in gauges to determine the calibration measures and respective uncertainties inherent in the calibration process of gauges.

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Keywords

Metrology Mechanical gauges Computer vision Open source Calibration Automatic Python

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