Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Sílvia Rodrigues
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/59155
Resumo: Tese de mestrado, Engenharia Física, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
id RCAP_770e9dc1baea547ac73771a4b399d932
oai_identifier_str oai:repositorio.ul.pt:10451/59155
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfíciesperfilometria ÓticaMétodo AstigmáticoSistema de ImagemTeses de mestrado - 2023Departamento de FísicaTese de mestrado, Engenharia Física, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasOptical techniques are used in many applications in the metrology field, namely for high accuracy surface profiling. Although there are many techniques available, a specific measurement methodology must be correctly chosen according to the specifications of the range of measurement, field and surface characteristics. In this work we present the development and characterization of an optical profilometry prototype that implements the astigmatic method technique. Choosing the astigmatic method prevents the problems of multiple reflections that can occur in conventional interferometry, while guaranteeing the low cost and simplicity of the project. This technique estimates the signal focus error (FES) that represents the profile of the object surface, based on the shape and orientation of the spot produced from the astigmatic image formation optics. This method is classically chosen for autofocusing and autotracking tools as widely used to measure film thickness - since being a non-contact method brings many advantages - however it is not usually used as a technique in profilometry. This prototype, intended to be used in a laboratory context, is capable of measuring surfaces of circa 10 by 10 cm with an uncertainty of 20 µm in all directions. It is also presented the necessary tools so that the prototype can be easily used by other users, such as the program developed in Labview that capture and analysis the resultant images. At last, the limitations of the developed system are also discussed in order to evaluate its performance and conclude if it has accomplished the initial goals.As técnicas óticas são utilizadas em muitas aplicações do campo da metrologia, nomeadamente para a perfilometria de alta precisão de superfícies. Embora hajam muitas técnicas disponíveis, deve ser corretamente escolhida uma metodologia de medição específica de acordo com as especificações do intervalo de medição, campo, e características da superfície. Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento e a caracterização de um protótipo de perfilometria ótica que implementa a técnica do método astigmático. Escolhendo o método astigmático previne-se os problemas de reflexões múltiplas que podem ocorrer na interferometria convencional, garantindo-se simultaneamente o baixo custo e a simplicidade do projeto. Esta técnica estima o erro do sinal de foco (ESF), que representa a variação de altura da superfície do objeto, com base na forma e orientação da imagem produzida a partir da ótica de formação da imagem astigmática. Este método é classicamente escolhido para ferramentas de auto foco e rastreamento automático e amplamente utilizado para medir a espessura de filmes - porque sendo um método de não contacto traz muitas vantagens - no entanto não costuma ser utilizada em equipamentos de perfilometria. Este equipamento, com propósito de ser utilizado em contexto laboratorial, com material laboratorial, foi construído com o objetivo de medir superfícies com cerca de 10 por 10 cm com uma incerteza de 20 µm em todas as direções. São ainda apresentadas as ferramentas necessárias para que o protótipo possa ser utilizado a posteriori, como o programa de captura e análise de imagens desenvolvido em Labview. Por fim, as limitações e restrições do sistema desenvolvido são também abordadas de forma a concluir uma avaliação final sobre o uso desta técnica num equipamento de perfilometria.Abreu, Manuel Adler Sanchez deRepositório da Universidade de LisboaCosta, Sílvia Rodrigues2023-09-07T10:26:40Z202320232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/59155porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:08:09Zoai:repositorio.ul.pt:10451/59155Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:09:08.525186Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
title Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
spellingShingle Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
Costa, Sílvia Rodrigues
perfilometria Ótica
Método Astigmático
Sistema de Imagem
Teses de mestrado - 2023
Departamento de Física
title_short Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
title_full Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
title_fullStr Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
title_sort Desenvolvimento de um protótipo de profilometria de superfícies
author Costa, Sílvia Rodrigues
author_facet Costa, Sílvia Rodrigues
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Abreu, Manuel Adler Sanchez de
Repositório da Universidade de Lisboa
dc.contributor.author.fl_str_mv Costa, Sílvia Rodrigues
dc.subject.por.fl_str_mv perfilometria Ótica
Método Astigmático
Sistema de Imagem
Teses de mestrado - 2023
Departamento de Física
topic perfilometria Ótica
Método Astigmático
Sistema de Imagem
Teses de mestrado - 2023
Departamento de Física
description Tese de mestrado, Engenharia Física, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-09-07T10:26:40Z
2023
2023
2023-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10451/59155
url http://hdl.handle.net/10451/59155
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799134647342333952

Registros relacionados