Planos ópticos

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<p>MEDIÇÃO DE PLANICIDADE DE</p><p>SUPERFÍCIES LAPIDADAS COM</p><p>PLANOS ÓPTICOS E CALIBRAÇÃO</p><p>DE PLANOS ÓPTICOS</p><p>Bernardo Klingelfus</p><p>Eduardo Dal pra Luz</p><p>Tiago Dambiski Cecy</p><p>Planos Ópticos</p><p> Usados para medir planicidade de superfícies</p><p> São precisos, possuem baixo nível de incerteza e são de rápida leitura</p><p> Sua medição é feita por comparação com uma série de linhas paralelas e</p><p>equidistantes</p><p>Funcionamento</p><p> Coloca-se o mensurando sob a superfície do plano óptico, e entre eles se</p><p>forma uma fina camada de ar</p><p> Com uma luz monocromática aplicada sobre esse sistema, de incidência</p><p>aproximadamente normal e comprimento de onda λ surgem franjas de</p><p>interferência</p><p>Funcionamento</p><p> Se para determinado local da superfície a espessura é “e”, a diferença entre</p><p>os caminhos ópticos é 2e</p><p> A reflexão produzida na superfície inferior causa uma diferença de fase de π</p><p>radianos</p><p> A diferença de fase entre as ondas refletidas gera uma franja quando a</p><p>diferença de caminho óptico é um múltiplo inteiro do comprimento de onda</p><p>(λ).</p><p> Conclui-se que quando a espessura “e” é zero, é formada uma franja. Por</p><p>expressões físicas podemos calcular as posições das franjas, considerando</p><p>superfícies razoavelmente regulares.</p><p>Funcionamento</p><p>𝑥 = 𝑚</p><p>λ</p><p>2∝</p><p> Sendo m um número natural e α um ângulo de inclinação entre o plano e o</p><p>mensurando, gerado pela fina camada de ar</p><p>Funcionamento</p><p>Funcionamento</p><p> As posições das zonas claras são dadas pela fórmula</p><p>𝑥 = (𝑚 − 1/2)</p><p>λ</p><p>2∝</p><p> Por sua vez, o espaçamento entre as franjas é dado por</p><p>∆𝑥 =</p><p>𝜆</p><p>2𝛼</p><p>Método de medição</p><p> Limpar o mensurando com um solvente volátil (desde que possível)</p><p> Após seco, deixar o equipamento, mensurando e plano óptico entrar em</p><p>equilíbrio térmico</p><p> Posicionar o mensurando em baixo do plano óptico, dentro do equipamento</p><p> Liga-se o equipamento e verifica-se a formação das franjas de interferência</p><p>Método de medição</p><p> Quanto mais equidistantes e mais retas as franjas forem, mais plana é a</p><p>superfície.</p><p> Pequenas curvaturas são normais na região periférica.</p><p> Arredondamentos no interior do mensurando, indicam irregularidades caso</p><p>estejam centradas em certo ponto</p><p> Pequenos arredondamentos em toda a superfície indicam uma inclinação em</p><p>relação ao plano de medição.</p><p>Método de medição</p><p> Caso as franjas não apareçam, pode haver uma grande rebarba ou</p><p>imperfeição na superfície.</p><p> Quando as franjas formadas forem circulares, o número de franjas</p><p>multiplicado pela metade do comprimento de onda da luz utilizada, indica o</p><p>erro de planicidade.</p><p>Método de medição</p><p>Calibração</p><p> Calibrar Verificar a planicidade do plano óptico</p><p> Utiliza-se um plano óptico padrão (mais preciso do que o que se deseja</p><p>calibrar)</p><p> O plano óptico a ser calibrado faz o papel do mensurando</p><p> Utiliza-se um interferômetro</p><p>Método de calibração</p><p> Leva-se os dois planos a sala de medição para estabilização térmica, durante</p><p>uma hora.</p><p> Coloca-se o plano padrão ajustando sua posição para centrá-lo no eixo óptico</p><p>do interferômetro.</p><p> Deve-se posicionar o plano a ser calibrado concêntrico ao plano padrão.</p><p> No interferômetro são emitidos raios perpendiculares ás superfícies, que após</p><p>a reflexão é projetada, podendo-se analisar as franjas de interferência entre</p><p>os planos.</p><p>Método de calibração</p><p>Metrologia óptica</p><p>• No que consiste?</p><p>• Utiliza princípios dominados e amplamente difundidos</p><p>• Medições rápidas e precisas</p><p>Aplicações da metrologia óptica</p><p> Aumento da importância na indústria</p><p> Controle de qualidade</p><p> Luz como meio de medição:</p><p>• Evita propagação de erros</p><p>• Reduz tempo de medição</p><p>• Baixo nível de incerteza</p><p>• Medição em diversas escalas</p><p>Aplicações dos planos ópticos</p><p> Vantagens semelhantes a todos o ramo da metrologia óptica</p><p> Limitação à calibração de equipamentos</p><p> Diminui os erros de espaçamento, escala e contato nos equipamentos</p><p>calibrados por esse método</p><p> Aplicação em microcomponentes</p><p>Referências</p><p> [1] BUSCH, Ted; FOUNDATION, Wilkie Brothers. Fundamentals of</p><p>Dimensional Metrology. United States: Delmar Pub, 1974. 432 p. (Mechanical</p><p>Technology Series).</p><p> [2] FARAGO, Francis T.; CURTIS, Mark A.. Handbook of Dimensional</p><p>Measurement. New York: Industrial Press Inc., 1994. 580 p</p><p> [3] Instituto Nacional de Tecnología industrial; Centro de Desarrollo e</p><p>Investigación En Física y Metrología. CALIBRACION DE PLANOS ÓPTICOS:</p><p>PLANITUD Y PARALELISMO.: Procedimiento específico: PEO04. Buenos Aires:</p><p>Inti, 2014. 22 p.</p><p> [4] Mitutoyo. Catálogo Geral P2016</p><p> [5] Starret. Metrologia Dimensional</p>