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OBTENÇÃO DOS ELEMENTOS DE CALIBRAÇÃO E CERTIFICAÇÃO DE MEDIDORES ELETRÔNICOS DE DISTÂNCIA EM CAMPO E LABORATÓRIO

2001; UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ; Volume: 7; Issue: 2 Linguagem: Inglês

1982-2170

Pedro Luís Faggion,

Semiconductor Lasers and Optical Devices

A calibracao de Medidores Eletronicos de Distância (MED) consiste na determinacao do erro de zero, fator de escala e elementos do erro ciclico. Para tal, sao necessarias tres etapas envolvendo operacoes de campo e de laboratorio. Essas etapas sao: determinacao do erro de zero (nao coincidencia entre o centro mecânico e o centro eletronico do MED); fator de escala (variacao na frequencia da onda portadora do sinal de medida); elementos do erro ciclico (amplitude e fase). Suas determinacoes sao efetuadas respectivamente por meio de: observacoes em uma base para calibracao em campo, tal como a disponivel na UFPR; determinacao do fator de escala em laboratorio (medindo a frequencia da onda portadora) e determinacao precisa dos elementos do erro ciclico (amplitude e fase) por observacoes em uma base em ambiente fechado. O presente trabalho aborda a determinacao dos fatores de calibracao dos MEDs em laboratorio e compara-os com o valor obtido em campo. As principais fontes de erros nos MEDs estao diretamente relacionadas com as variacoes produzidas pelo envelhecimento e temperatura dos cristais que modulam o sinal utilizado para determinar a distância entre o emissor e refletor, e tambem mau uso do equipamento. Com relacao a medida da frequencia o Professor Harald Schlemmer da Universidade de Darmstadt desenvolveu um fotodetector (EMI C536) cuja finalidade e captar o sinal emitido pelo MED, o qual e analisado por um frequencimetro e por um osciloscopio de alta precisao disponivel no (LAIG) e calibrados em laboratorio credenciado pelo (INMETRO). O primeiro faz a medida da frequencia e o segundo mostra o comportamento da onda. Esses procedimentos permitem a determinacao da diferenca entre a frequencia nominal do equipamento fornecida pelo fabricante, e a frequencia obtida em laboratorio. Essa diferenca afeta o fator de escala. Com relacao ao erro ciclico, a calibracao em laboratorio consiste em comparar deslocamentos dados pelo instrumento que esta sendo calibrado e o mesmo deslocamento medido com um instrumento de alta precisao. Neste trabalho de pesquisa, o instrumento que sera considerado como padrao primario e um interferometro LASER, que nas condicoes em que esta instalado permite definir deslocamentos com precisao de 10 mµ. No campo, sao necessarias observacoes sobre uma base linear. Essa base deve ser medida, em uma primeira fase, com um MED de alta precisao e, posteriormente pelo processo de ajustamento, obtem-se os fatores de calibracao dos MEDs de menor precisao ou equivalente. Neste processo e possivel determinar tambem o erro de zero e uma estimativa do erro ciclico. O presente trabalho, alem de apresentar a metodologia de calibracao de MED com observacoes de campo e laboratorio, faz um estudo da estabilidade de redes geodesicas para definir possiveis variacoes temporais dos pilares que compoem a base de calibracao de campo. Obtaining calibration elements and certification eletronic measures of field and laboratory distance Abstract The calibration of Electronic Distance Meters (EDM) consists of the determination of the zero mistake, scale factor and elements of the cyclical mistake. For such, they are necessary three stages involving field and laboratory operations and of these stages are: determination of the zero mistake (no coincidence between the mechanical and electronic center of MED); scale factor (variation in the frequency of the wave bearer of the measure sign); elements of the cyclical mistake (width and phase). Their determinations are made respectively through: observations in a field base, just as the available in the extent of UFPR; determination of the scale factor in laboratory (measuring the frequency of the wave bearer); determination the elements of the cyclical mistake (width and phase) through observations in a base in closed atmosphere. The present work approaches the determination of the factors of calibration of MEDs in laboratory and it compares them with the value obtained in field. The principel error source in the EDMs are directly related with the variations produced by ageing and temperature of the crystals that modulate the sign used to determine the distance between the originator and reflector, and also bad use of the equipment. Regarding measure of the frequency the professor Harald Schlemmer of the University of Darmstadt developed a fotodetector (EMI C536) whose purpose is to capture the sign emitted by MED, which is analyzed by a frequencimetro and for an osciloscopio of high precision, available in LAIG and gaged at laboratory accredited by INMETRO. The first makes the measure of the frequency and the second shows the behavior of the wave. Those procedures allow the determination of the difference among the nominal frequency of the equipment, supplied by the manufacturer, and the frequency obtained at laboratory. That difference affect the scale factor. Regarding the cyclical mistake, the calibration in laboratory consists of comparing displacements given by the instrument that is being gaged and the same measured displacement with an instrument of high precision. In this research work, the instrument that will be considered as pattern it is an interferometro LASER, that in the conditions that it is installed allows to define displacements accurately of 10 micrometers. In the field, they are necessary observations on a base (as the one of UFPR). That base should be measured, in a first phase with a MED of high precision and later, through adjustment process, be obtained the calibration factors of MEDs of smaller equivalent precision. In this process it is possible also to determine the zero mistake and an estimate of the cyclical mistake. The present work besides presenting the methodology of calibration of MED with field observations and laboratory and makes a study of the geodesic stability of nets to define possible temporary variations of the pillars that it composes the base of field calibration.