Automatização de sistema de medição múltiplo de ensaio de manómetros analógicos

A dissertação em apreço resultou da necessidade em otimizar os recursos técnicos, mas sobretudo humanos, afetos às verificações de instrumentos de medição, no âmbito do Controlo Metrológico Legal. Estas verificações, realizadas nos termos do cumprimento das competências outrora atribuídas à Direção de Serviços da Qualidade da então Direção Regional da Economia do Norte, eram operacionalizadas pela Divisão da Qualidade e Licenciamento, na altura dirigida pelo subscritor da presente tese, nomeadamente no que respeita aos ensaios efetuados, em laboratório, a manómetros analógicos. O objetivo principal do trabalho foi alcançado mediante o desenvolvimento de um automatismo, materializado pela construção de um protótipo, cuja aplicação ao comparador de pressão múltiplo, dantes em utilização, permitiria realizar a leitura da indicação de cada manómetro analógico através de técnicas de processamento de imagem, função esta tradicionalmente efetuada manualmente por um operador especializado. As metodologias de comando, controlo e medição desse automatismo foram realizadas através de um algoritmo implementado no software LabVIEW® da National Intruments, particularmente no que respeita ao referido processamento das imagens adquiridas por uma câmara de vídeo USB. A interface com o hardware foi concretizada recorrendo a um módulo de Aquisição de Dados Multifuncional (DAQ) USB-6212, do mesmo fabricante. Para o posicionamento horizontal e vertical da câmara de vídeo USB, recorreu-se a guias lineares acionadas por motores de passo, sendo que estes dispositivos foram igualmente empregues no acionamento do comparador de pressão. Por último, procedeu-se à aquisição digital da leitura do padrão, recorrendo à respetiva virtualização, bem como a uma aplicação desenvolvida neste projeto, designada appMAN, destinada à gestão global do referido automatismo, nomeadamente no que se refere ao cálculo do resultado da medição, erro e incerteza associada, e emissão dos respetivos documentos comprovativos.

This dissertation resulted from the need to optimize the technical and human resources assigned to the measuring instruments verifications who are under the Legal Metrological Control. These verifications, previously under the responsibility of the Direção de Serviços da Qualidade of the Direção Regional da Economia do Norte, were conducted by the Divisão da Qualidade e Licenciamento, at the time directed by the subscriber of this thesis, particularly the tests carried out in the laboratory to analog gauges. The main objective of the work was achieved by the development of an instrumentation system, materialized by a prototype, that allows, through image processing techniques, to automatically read the indication of several analog gauges, inserted in a multiple pressure system. This function is traditionally manually performed by a skilled operator. The implemented methodologies, such as automatic control and measurement, were performed using an algorithm implemented in the National Instruments LabVIEW® software, particularly the processing of the images acquired by an USB video camera. The interface with the hardware was implemented using a multifunction data acquisition module (DAQ) USB-6212, from the same manufacturer. The developed automated xy positioning system for the video camera, uses mechanical guides driven by step motors. Similar mechanisms were employed to actuate the pressure comparator. The required value of the measurement standard was also acquired to the system, using a DAQ module, as well as an application, developed in this project, designated appMAN. This application allows for the management of all process, namely the calculation of the measurement result, error and associated uncertainty, and printing the relevant supporting documents.