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Tipo: Tese
Título: Incerteza de medição: uma abordagem probabilística na avaliação de projetos de eletrocardiógrafo
Título em inglês: Measurement uncertainty: a probabilistic approach to evaluation of electrocardiograph designs
Autor(es): Silva, Jackson Henrique Braga da
Orientador: Cortez, Paulo César
Coorientador: Albuquerque, Victor Hugo Costa de
Palavras-chave em português: Incerteza de Medição;Método de Monte Carlo;Modelo Computacional
Palavras-chave em inglês: Measurement uncertainty;Monte Carlo method;Computational Model
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 31-Jan-2024
Citação: SILVA, Jackson Henrique Braga da. Incerteza de medição: uma abordagem probabilística na avaliação de projetos de eletrocardiógrafo. 2024. 90 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: A incerteza de medição é um conceito muito difundido e aplicado em trabalhos técnicos e científicos, principalmente para estimar a precisão dos resultados de medição, em um primeiro momento, e para avaliar a conformidade de produtos e processos, em um segundo momento. Entretanto, nesses mesmos trabalhos técnicos e científicos, a análise de incerteza é pouco utilizada durante as fases de projeto e desenvolvimento de um sistema de medição. Nesta tese, apresenta-se essa incerteza como um parâmetro que acrescenta informação e, consequentemente, conhecimento sobre um objeto de estudo, em um primeiro momento, e como um parâmetro que indica possibilidades de melhorias sobre o que se estuda, em um segundo momento. Nesta tese, propõe-se uma metodologia probabilística que aborda a incerteza de medição como parâmetro para tomada de decisões por uma sistemática de síntese e análise para projetos de eletrocardiógrafos. Esta metodologia consiste na aplicação do método de Monte Carlo para cálculo da incerteza de medição como um parâmetro para guiar implementações de melhorias e por um algoritmo de um filtro adaptativo, o filtro NLM-SC que tem como parâmetro de controle um valor de incerteza alvo pré-estabelecido. Este filtro adaptativo NLM-SC produz resultados melhores, em comparação com o método NLM já conhecido na literatura, quando aplicada no processamento de sinal de ECG. Essa metodologia é avaliada, por meio de simulação computacional, num projeto de um eletrocardiógrafo. Para essa simulação, o modelo computacional do sistema de medição é dividido em dois módulos: o pré-amplificador e o estágio final. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que o módulo pré-amplificador tem maior influência nos resultados de medição do que o módulo de estágio final. Também, pode-se concluir que a principal fonte de incerteza de medição do ECG está relacionada ao mensurando, bem como, utilizando-se resistores com precisão de 0,1% reduz a incerteza do sistema como um todo de 2,13% para 0,82%, em relação ao resultado da medição, para um nível de probabilidade de abrangência especificado de 95%. A metodologia proposta nesta tese é avaliada com base na incerteza de medição aplicada na fase de projeto de sistema de medição, contribuindo para o estado da arte desse tema. Além disso, o filtro adaptativo NLM-SC desenvolvido e a identificação dos locais estratégicos para ações de melhorias no projeto de um eletrocardiógrafo constituem contribuições importantes para a área.
Abstract: Measurement uncertainty is a widespread concept applied in technical and scientific work, mainly to estimate the precision of measurement results, initially, and to evaluate the conformity of products and processes, secondly. However, in these same technical and scientific works, uncertainty analysis is little used during the design and development phases of a measurement system. In this thesis, this uncertainty is presented as a parameter that adds information and, consequently, knowledge about an object of study, initially, and as a parameter that indicates possibilities for improvements on what is studied, in a second moment. In this thesis, a probabilistic methodology is proposed that addresses measurement uncertainty as a parameter for decision-making through a systematic synthesis and analysis for electrocardiograph projects. This methodology consists of applying the Monte Carlo method to calculate measurement uncertainty as a parameter to guide improvement implementations and an adaptive filter algorithm, the NLM-SC filter, which has as a control parameter a predefined target uncertainty value. -established. This NLM-SC adaptive filter produces better results, compared to the NLM method already known in the literature, when applied to ECG signal processing. This methodology is evaluated, through computer simulation, in an electrocardiograph project. For this simulation, the computational model of the measurement system is divided into two modules: the pre-amplifier and the final stage. From the results obtained, it is concluded that the pre-amplifier module has a greater influence on the measurement results than the final stage module. It can also be concluded that the main source of ECG measurement uncertainty is related to the measurand, and using resistors with an accuracy of 0.1% reduces the uncertainty of the system as a whole from 2.13% to 0 .82%, relative to the measurement result, for a specified confidence level of 95%. The methodology proposed in this thesis is evaluated based on the measurement uncertainty applied in the measurement system design phase, contributing to the state of the art on this topic. Furthermore, the NLM-SC adaptive filter developed and the identification of strategic locations for improvement actions in the design of an electrocardiograph constitute important contributions to the area.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79015
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-9354-8133
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9623432166383372
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-4020-3019
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/5024602152304064
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-3886-4309
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/4186515742605446
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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