IMPLEMENTAÇÃO E VALIDAÇÃO DE MÉTODO COMPARATIVO DE CALIBRAÇÃO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO LINEAR POR INTERFEROMETRIA LASER

O presente trabalho tem por objetivo implantar um método para calibração de sistema de medição linear por interferometria laser por meio de comparação a um outro sistema laser de referência. O referido método é considerado mais simples que a calibração por componentes realizada atualmente e, conforme demonstrado no trabalho, apresenta confiabilidade metrológica que atende a exatidão necessária para as aplicações dos laseres em metrologia dimensional, vindo suprir uma necessidade metrológica dos laboratórios credenciados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro) e do parque industrial brasileiro, usuários destes sistemas de medição. A implantação do sistema para calibração de lasers de medição foi baseada em normas internacionais de calibração e de cálculo da incerteza de medição e utilizou um sistema laser de referência calibrado no Inmetro, com rastreabilidade a padrões nacionais, com as menores incertezas possíveis. O método de medição implantado realiza a calibração de um sistema laser por comparação a outro utilizando medições feitas a partir do deslocamento da mesa onde é a apoiado o prisma óptico. O que é de fato analisado é a diferença das medições dos dois sistemas laser para um mesmo deslocamento. Foram registradas as diferenças das indicações de 200 mm em 200 mm de deslocamento, em um total de 2000 mm, que variaram de 0,027 µm a 0,690 µm. Foram realizadas três medições para cada deslocamento e quatro repetições completas do procedimento em dias diferentes, com variação do desvio padrão de 0,009 µm a 0,098 µm e incertezas expandidas que variaram de 0,109 µm a 0,306 µm. São apresentadas a metodologia de calibração, cálculos das correções, fontes de erros e cálculos da incerteza de medição para a comparação de sistemas laseres de medição linear.The present work aims at the implementation of a calibration method for interferometric linear laser measurement systems by comparison to another reference system. The proposed method is considered simpler than the calibration by components that is carried out today at Inmetro (National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality) and, as demonstrated along this work, presents the metrological reliability and accuracy necessary for several applications of lasers in dimensional metrology. This approach will supply the metrological needs of several laboratories accredited by Inmetro and of the Brazilian industry in general, users of such measurement systems, regarding cost and time of calibration. The method implemented was based on international technical standards related to calibration and uncertainty calculation and used a reference system calibrated at Inmetro, with traceability to national standards, with the lowest uncertainties that could be achieved. The said method performs the calibration of a laser system by comparison to another through measurements of the displacement of the table where the optical prism rests. What is indeed analyzed is the difference of the measurements obtained by the two laser systems for the same table displacement. The differences were recorded for each displacement of 200 mm, in a total of 2,000 mm, their variation being from 0.027 µm to 0.690 µm. The whole procedure was repeated four times, in different days, with three measurements for each displacement. Their standard deviation varied from 0.009 µm to 0.098 µm while their expanded uncertainties varied from 0.109 µm to 0.306 µm depending on the value of the displacement. The calibration methodology, correction calculation, errors sources and measurement uncertainty calculations for the linear measurement laser systems comparison are presented in this dissertation