METROLOJÝ VE KALÝBRASYON (I)

M. Evren TOYGAR

DEÜ, Makina Mühendisliði Bölümü

 

Teknolojinin büyük bir hýzla geliþmesi, hassas, güvenilir ve doðru ölçümlere olan ihtiyacý daha da artýrmýþtýr. Ölçme teknikleri ve cihazlarý da son yýllarda büyük geliþmeler kaydetmiþtir. Son kýrk yýlda, boyutsal ölçümlerde belirsizlik seviyesi bin kat artmýþ, elektriði ölçme sistemlerinde ölçme hassasiyetleri %10 olan analog ölçü cihazlarýndan, hassasiyetleri 10 ppm (%0.001) düzeylerindeki dijital ölçme cihazlarýna ulaþýlmýþtýr. Bu hýzlý geliþmeye neden olan en büyük gücün askeri teçhizatýn geliþmesi ve uzay araþtýrmalarýnýn ihtiyaç duyduðu ileri teknolojiye haiz cihazlarýn üretilmesi olarak kabul edilmektedir.

Ülkemizde, Sanayiinin geliþmesi hedeflendiðinde, yurtiçinde bulunmasý gereken teknik kabiliyetlerin baþýnda kalibrasyon imkanlarý gelmektedir. Yapýlan tüm ölçümlerin yurtiçi ve yurtdýþýnda yapýlan diðer ölçümlerle ayný temele dayanmasý, uluslararasý düzeyde organize olmuþ bir ölçme ve kalibrasyon sisteminin varlýðý ile gerçekleþtirilmektedir. Metroloji sisteminin bir parçasýný oluþturan ölçümlerin yürütüldüðü tüm kuruluþ ve laboratuvarlar ile ölçme faaliyetlerinde kullanýlan tüm cihazlar bir ülkenin ölçme alt yapýsý olarak görülebilir ve ülkenin endüstrileþme seviyesini belirleyen en önemli etkenlerden biridir. Endüstride kullanýlan bir ölçü aletinin yaptýðý ölçümün bütün dünyada tanýnmasý ve yapýlan diðer ölçümlerle ayný olduðunun kabul edilmesi, bu ölçümün, bir ölçme referans zinciri ile en yüksek hassasiyetli temel ölçme standardýna ulaþmasý ile mümkündür. Bu ihtiyaç, yapýlan tüm ölçümlerin milli ve milletlerarasý düzeyde kabuledilebilirliðini gerektirmektedir. Bu geliþmeler bütün dünyada kalibrasyona yaklaþýmý da deðiþtirmiþtir. Kalibrasyon, en genel tanýmýyla, deðerinin doðruluðu kabul edilmiþ bir standart kullanýlarak daha az hassas benzer veya aynýsý bir ölçü aletini veya standardýný ölçme ve ayarlama iþlemidir. En üst noktasýnda Paris’te kurulu “Bureau International des Poids et Measure-BIPM” (Uluslararasý Ölçü ve Ayarlar Bürosu) bulunan ve hiyerarþik bir yapý içinde ölçme cihazýna kadar ulaþan herhangi bir referans zinciriyle sisteme baðlý olan tüm ölçümler uluslararasý tanýnýr nitelikte ölçümdür. Sistemin nasýl yapýlandýðý ilgili bölümde daha detaylý olarak incelenmektedir. Seri üretime geçilmesiyle baþlayan sanayileþme sürecinde, farklý yerlerde üretilen parçalarýn birleþtirilmesiyle bir bütünün oluþturulmasý, yan sanayi ve üretimde uzmanlaþma oluþumlarýný baþlatmýþtýr.

Bu oluþum , “endüstriyel metroloji” ve “kalite” kavramlarýnýn geliþmesine neden olmuþtur. Ýlerleyen sürede endüstride, kalite kontrol kavramýnda, önemli geliþmeler saðlanmýþ, üretimden çýkan ürün piyasaya sürülmeden önce örnekleme yapýlarak kalite kontrolünden geçirilmeye baþlanmýþtýr. Olumsuzluklar, kabul edilebilir hata sýnýrýný geçmediði sürece üretime devam edilmiþtir. Bitmiþ üründe yapýlan kalite kontrolünün, hatalar kabul edilebilir sýnýrýn altýnda kaldýðý sürece üretimin geliþmesine bir katkýsý yoktur. Hatalý üretimden doðan kayýp ve zararlar da sürmektedir. Ancak savunma, saðlýk gibi hayati öneme haiz bazý konularda hiçbir hatalý ürün kabul edilemez. Burada kabul edilebilir hata sýnýrý yoktur. Bu nedenle çok yüksek maliyet getiren bir yöntem olan %100 kalite kontrolü uygulanmasý gereði vardýr. Kalite kontrolünde ortaya çýkan zaman ve kaynak kaybý, sistemi bir bütün olarak deðerlendirme zorunluluðunu ortaya çýkarmýþtýr. Sistem bir bütün olarak incelendiðinde insandan kaynaklanan (rastgele) hatalarýn %2-%15 dolaylarýnda, sistemden kaynaklanan hatalarýn %85-%98 mertebesinde olduðu gözlenmektedir. O halde sistem bir bütün olarak ele alýnmalý, önleyici yaklaþýmlarla sistemden kaynaklanan hatalarýn giderilmesi gerekmektedir.

Türkiye ‘de kalite güvece sistemlerinin uygulamaya girmesi ve Gümrük Birliði süreciyle birlikte kullanýmýnýn hýzla yaygýnlaþmasý sonucu, bu sistemin temel gereklerinden olan Metroloji-Kalibrasyon kavramlarý da hýzla gündeme gelmiþtir. Diðer birçok ülke Kalite Güvence Sistemlerini çok saðlam bir ölçme altyapýsý üzerine kurarken, Türkiye’de tersine bir geliþme olmuþ, Kalite Güvence Sistemlerinin ihtiyaçlarý Metroloji altyapýsýnýn geliþmesini zorunlu kýlmýþtýr. Türkiye’de Metroloji ve Kalibrasyon kavramlarý ve ihtiyacý Kalite Sistemleri ile birlikte geliþmiþtir.

Türkiye’de yapýlan kalibrasyonlar ve bunun da ötesinde ISO9000 kalite sistem belgelerinin geçerliliði tartýþýlýr noktaya gelmiþtir.

TANIMLAR

Metroloji (Measurement): Ölçü ile ilgili bilim sahasý; Metroloji, doðruluk seviyesi ve uygulama alanýna bakmaksýzýn, ölçmeye dayanan pratik ve teorik tüm konularý kapsar (VIM 2.01). “VIM: Vocabularie International des termes fondamentaux et generaux de Metrologie (International Vocabulary of basic and general terms in Metrology)”.

Kalibrasyon (Calibration): Belirlenmiþ koþullar altýnda, ölçme sisteminin veya ölçme cihazýnýn gösterdiði deðerler veya maddi ölçüt ile gösterilen deðerlerle ölçülen büyüklüðün bunlara karþýlýk geldiði bilinen deðerleri arasýndaki iliþkiyi belirleyen iþlemler dizisi olarak tanýmlanmaktadýr (VIM 6.13). Buna göre :

1. Kalibrasyon sonucu, maddi ölçütün, ölçme sisteminin veya ölçme cihazýnýn gösterge deðeri hatasýnýn veya rasgele bir ölçek üzerindeki iþaretlere karþýlýk gelen deðerlerin belirlenmesine imkan verir.

2. Kalibrasyon diðer metrolojik özellikleri de belirleyebilir.

3. Kalibrasyon sonucu, Bazen “Kalibrasyon sertifikasý” bazen de Kalibrasyon Raporu “ adý verilen dökümanlara kaydedilir.

4. Kalibrasyon sonucu Bazen “Kalibrasyon faktörü”veya “Kalibrasyon Eðrisi formunda kalibrasyon faktörleri dizisi olarak ifade edilir.

Etalon (Ölçüm Standardý-Measurement Standard): Bir büyüklüðün bir veya birden fazla bilinen deðerini veya bir birimi mukayese yolu ile ölçme cihazlarýna aktarmak amacýyla; tanýmlayan, gerçekleþtiren, muhafaza eden veya yeniden üreten maddi ölçüt, ölçme cihazý veya ölçme sistemidir (VIM 6.01). Örnekler :

a) 1 kg’lýk kütle

b) Uzunluk mastarý

c) 100 Ohm direnç

d) Doymuþ Weston std. Pili

e) Standart ampermetre

f) Sezyum atomik frekans standardý

 

Primer Standart (Birincil Standart-Primary

Standard) : Belirli bir alanda en yüksek metrolojik vasfa sahip olan standart (VIM 6.04). Primer standart kavramý temel ve türetilmiþ birimler için ayný derecede geçerlidir.

Sekonder Standart (Ýkincil Standart-Secondary

Standard): Deðeri primer standart ile karþýlaþtýrýlarak elde edilen standart (VIM 6.05)

Uluslararasý Standart (International Standard) : Ele alýnan büyüklüðe ait, diðer bütün standartlarýn deðerlerini belirlemekte uluslararasý temel olarak hizmet edeceði, uluslararasý bir anlaþma ile kabül edilen standart (VIM 6.06).

Ulusal Standart (National Standard) : Ele alýnan büyüklüðe ait, ülkedeki diðer bütün standartlarýn deðerlerinin temeli olduðu; resmi, ulusal bir kararla kabül edilen standart (VIM 6.07). Not: Ülkedeki ulusal standart genelde primer standarttýr.

Referans Standart (Reference Standard) : Genelde belirli bir mahalde en yüksek metrolojik özelliklere sahip ve o mahalde yapýlan ölçümlerin kendisinden elde edildiði standart (VIM 6.08).

Çalýþma Standardý (Working Standard) : Ölçme cihazý veya maddi ölçütü kalibre veya kontrol etmek için rutin olarak kullanýlan ve genelde referans standart ile kalibre edilmiþ standart (VIM 6.09).

Transfer Standardý (Transfer Standard): Standartlarýn, maddi ölçütlerin veya ölçme cihazlarýnýn karþýlaþtýrýlmasýnda aracý olarak kullanýlan standart (VIM 6.10). Mukayese cihazý tam manasýyla bir standart olmadýðý zaman transfer cihazý deyimi kullanýlmalýdýr. Örnek olarak uç standartlarýný birbirleri ile mukayese etmek için kullanýlan ayarlanabilir çap ölçerleri verilebilir.

Ölçme Cihazý ( Muayene ve Deney Cihazý) : Tek baþýna ya da diðer ekipmanlarla birlikte, bir ölçümü gerçekleþtirmek için tasarlanmýþ cihaz (VIM 4.01). Örnek: Kumpas, mikrometre, ölçü saati, voltmetre, ampermetre, sertlik ölçme cihazlarý, mesurler v.s.dir.

Proses (Ýþletim), Deney ve Muayene : Herhangi bir nesnenin veya olayýn fiziksel, kimyasal özelliklerinin nicelik olarak belirlenmesi için yapýlan bir dizi ölçme ve deðerlendirme iþlemleri dizisidir. Üretim esnasýnda kullanýlan presler, fýrýnlar, kesme aðýzlarý, bant kantarlarý v.s iþletme þartlarý ayrýca yarý mamül ve mamüllerin istenen fiziko kimyasal þartlara uygunluðunun test ve incelemeye tabii tutulmasýdýr.

SI Birimleri (Uluslararasý Metrik Sistem): Tanýmlanmýþ ölçü ve aðýrlýklar birimleri insan ticaret yapmaya baþlayýnca gerekli olmuþtur. Ýnsan ilk ölçme birimi olarak sürekli yanýnda olan ölçeði, yani bedenini kullanmaya baþlamýþtýr. Baþ parmak geniþliði (inch), karýþ, ayak, adým, arþýn, avuç (hacim ölçüsü), karat (keçi boynuzu tohumunun aðýrlýðý) gibi ölçüler kullanýlmýþtýr. Ancak bu ölçü birimlerinin anlaþýlýr olmasý yanýnda kiþiden kiþiye deðiþmesi ticarette problem olmuþtur. Ölçme sistemine yapýlan yatýrým, uluslararasý ticaret hacmine göre çok yüksektir. Endüstrileþme ile birlikte 19. yüzyýlýn ortalarýndan sonra ekonomi ve teknik alandaki geliþmeler yeni ölçme birimlerinin belirlenmesini ve ölçme birimleri konusunda uluslararasý bir koordinasyonu zorunlu kýlmýþtýr. Bu amaçla toplanan metre konvensiyonuna imza atan 17 ülke Uluslararasý Ölçü ve Aðýrlýklar Bürosu (BIPM) nun kurulmasýný kabul etmiþlerdir. (BIPM) metrik sistemin kullanýmýný yaygýnlaþtýrmak, geliþtirmek için çalýþmakta, metroloji ve kalibrasyon konusunda uluslararasý koordinasyonu saðlayarak dört yýlda bir Uluslararasý Ölçü ve Aðýrlýk Kongresini (CGPM) toplamaktadýr. SI birimleri, 1960 yýlýnda Ölçüler ve Aðýrlýklar Konferansý’nýn 11. toplantýsýnda kabul edilmiþtir. Buna göre Systéme International de’Unités (SI birimleri) üç tip birimden oluþur :

• Temel birimler

• Yardýmcý Birimler

• Türetilmiþ Birimler

Ayrýca sistem bu birimlerin katlarý ve bölenleri için kullanýlan standart terminolojiyi de belirler. 11. CGPM’de boyut olarak birbirinden baðýmsýz 7 temel birim belirlenmiþtir. Türk Hükümeti SI Birimler Sistemi’ni bir kanunla aynen kabul etmiþ ve bu kanun üzerindeki en son deðiþiklik 7 Aralýk 1990 tarih ve 20718 sayýlý Resmi Gazete’de yayýnlanmýþtýr.

Bir ülkede ölçme sistemi oluþturulabilmesi için, ülkenin SI birimlerinin oluþturulmasý zorunluluðu vardýr. Ölçme sisteminin oluþturulmasý ile de , SI sisteminde tanýmlanan temel birimlerin tanýmlarýna uygun ölçme metotlarýnýn geliþtirilmesi ifade edilmektedir. Bu konuda 1985 yýlýnda TÜBÝTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü’nü kurmakla görevlendirilmiþtir.

 

Tablo 1. Temel Birimler

Parametre

Birim

Sembol

Tanýmý

Uzunluk

Metre

M

1metre, Vakum içerisindeki monokromatik ýþýðýn 1/299 792 458 sn’de katettiði yolun uzunluðudur. 17.CGPM (1983)

Kütle (Aðýrlýk)

Kilogram

Kg

1 kg, Uluslararasý kilogram prototipinin kütlesine eþittir.

1.CGPM (1889) ve 3.CGPM (1901)

Zaman

Saniye

S

Taban enerjisindeki Celsiyus 133 atomunun iki süper ince düzeyi arasýndaki geçiþler sýrasýnda oluþan radyasyon periyodunun 9 192 631 770 katýdýr. 13.CGPM (1967)

Elektrik Akýmý

Amper

A

Boþlukta birbirine 1 m mesafede parelel duran sonsuz uzunlukta ve kesitleri ihmal edilebilen iki iletken arasýnda 2X10-7 Nm kuvvet oluþturan akýmýn þiddetidir. 9.CGPM (1948)

Sýcaklýk

Kelvin

K

Suyun üçlü noktasýnýn dinamik sýcaklýðýnýn 1/273.16 katýdýr. 13.CGPM (1967)

Iþýk Þiddeti

Kandela

cd

Monokromatik ve 540X 10¹ ² Hz frekanslý, yayýlma doðrultusundaki radyasyon miktarý 1/683 Watt/Steradyan olan ýþýðýn þiddetidir. 16.CGPM (1979)

Madde Miktarý

Mol

mol

0.012kg Karbon C12 elementinin atomlarý sayýsý kadar madde elemanlarý bulunduran bir sistemin madde miktarýdýr. Bu ifadeyle birlikte madde yapýsý iyon, atom, molekül olarak ifade edilmelidir. 14.CGPM (1971)

 

1 metre, Vakum içerisindeki monokromatik ýþýðýn 1/299 792 458 sn’de katettiði yolun uzunluðudur. (1983 yýlýnda 17 CGPM’de yapýlan bu taným 1960 yýlýnda Kripton 86 atomunun neþrettiði radyosyona baðlý olarak yapýlan metre tarifini geçersiz kýlmýþtýr. 1960 yýlýnda yapýlan tarif de, 1889 yýlýnda yürürlüðe giren kutupdan ekvatora kadar olan meridyenin uzunluðunu temel alan prototip metreyi (Pt-Ir çubuk) laðvetmiþti). 1 kg, Uluslararasý kilogram prototipinin kütlesine eþittir. Bu prototip 1889 yýlýnda 1.CGPM’de kabul edilen, çapý 39mm, yüksekliði 39mm, yoðunluðu 21.5 g/cm3 olan Pt—Ir alaþýmlý (%90 Platin, %10 Ýridyum) silindirik kütledir. Bu prototip Fransa’nýn Serv þehrinde BIPM müzesinde muhafaza altýndadýr. Türkiye’nin kütle ölçme standardý olan Pt-Ir alaþýmlý prototip UME’de (Ulusal Metroloji Enstitüsü) muhafaza edilmektedir.

Eski tarifine göre saniye, astronomik olarak bir günün 86440’de biri olarak ifade edilmekteydi. Fakat dünyanýn güneþin etrafýnda dönmesinde bazý düzensizlikler olmasý sebebiyle saniye istenilen hassasiyette bir zaman birimi olmaktan uzaklaþtý. 1967 yýlýnda Ölçü ve Aðýrlýklar Genel Konferansý’nýn (CGPM) 13. Toplantýsý saniyeyi atomik esaslý bir tarifle yeniden açýkladý. Buna göre saniye, Celsiyus 133 atomunun temel enerji durumunda iki süper ince düzeyi arasýndaki geçiþler sýrasýnda oluþan radyasyon periyodunun 9 192 631 770 katýdýr. Günümüzde bu esasa göre imal edilmiþ Cesium atomik saati ile 1x10-7 hassasiyette saniye ölçümü yapýlmaktadýr.

 

Tablo 2 . Yardýmcý Birimler

 

Parametre

Birim

Sembol

Tanýmý

Düzlem Açý

Radyan

rad

Bir dairenin çevresinde yarýçapýna eþit uzunlukta bir yay oluþturacak þekilde, merkezinden kenar çizgisine iki düz çizgi arasýnda kalan açýnýn büyüklüðüdür.

(ISO 31/1 -1978)

Katý Açý

Steradyan

sr

Bir kürenin yüzeyinde, kenar uzunluklarý kürenin yarýçapýna eþit büyüklükte bir kare oluþturacak þekilde, kürenin merkezinden yüzeyine uzanan düzlemler arasýndaki açýdýr. (ISO 31/1 -1978)

 

Düzlem açý birimi radyan (rad) ve katý açý birimi steradyan (sr) yardýmcý birim olarak tanýmlanmýþtýr. Yardýmcý birimler temel birim olarak da kabul edilebilir, türetilmiþ birim olarak da kabul edilebilir.

Rad iki uzunluðun, Steradyan ise iki alanýn oraný þeklinde tanýmlanabildiðinden, ISO 31 bu birimleri türetilmiþ birim olarak kabul etmektedir. Ancak boyutsuz büyüklüklerdir.

Ekim 1980’de Ölçü ve Aðýrlýklar Genel Konferansý, yardýmcý birimleri boyutsuz türetilmiþ birim olarak tanýmladý ve bu birimlerin türetilmiþ birimlerin ifade edilmesinde kullanýlýp kullanýlmamasýný serbest býraktý.

Bazý türetilmiþ birimlerin elde edilmesinde kullanýlabilirler.

Örneðin, açýsal hýz s-1 veya rad/s açýsal ivme ise s-2 veya rad/s2 olarak ifade edilebilir.

Tablo 3. Türetilmiþ Birimlerin Özel Ýsim ve Sembolleri

 

Parametre

Türetilmiþ birimin özel ismi

Sembol

Temel ve yardýmcý SI birimlerle veya diðer türetilmiþ SI

Birimlerle ifadesi

Frekans

Hertz

Hz

1 Hz = 1s-1

Kuvvet

newton

N

1 N = 1 kg m/s2

Basýnç

pascal

Pa

1 Pa = 1 N/m2

Ýþ, Enerji

joule

J

1 J = 1 N.m

Güç

watt

W

1 W = 1 J/s

Elektrik yükü

coulomb

C

1 C = 1 A.s

Elektrik potansiyeli

Potansiyel fark

volt

V

1 V = 1J/C

Elektrik kapasitansý

farad

F

1 F = 1 C/V

Elektriksel direnç

ohm

W

1 W = 1 V/A

Elektriksel iletkenlik

siemens

S

1 S = 1 W -1

Manyetik aký

weber

Wb

1 Wb = 1 V.s

Manyetik endüksiyon

Manyetik aký yoðunluk

tesla

T

1 T = 1 Wb/m2

Endüktans

henry

H

1 H = 1 Wb/A

Celsiyus sýcaklýk

degree

Celsius

° C

1 ° C = 1 K

Iþýk Akýsý

lümen

lm

1 lm = 1 cd.sr

Aydýnlatma þiddeti

lux

lx

1 lx = 1 lm/m2

 

Türetilmiþ birimler, temel ve yardýmcý birimlerden cebirsel iþlemlerle elde edilen birimlerdir. Bazý türetilmiþ birimlerin özel isim ve sembolleri vardýr. Tablo-3’de verilen bu semboller CGPM tarafýndan onaylanmýþ, kabul edilmiþtir. Bunlarýn dýþýnda bazý türetilmiþ birimler de bu sembolleri kullanarak ifade edilebilir.

SI Birimlerinin Ýfadesinde Kullanýlan

Katsayý Sistemi

SI Birimlerinin ifadesinde Tablo-4’de verilen ondalýk katsayý sistemi kullanýlmaktadýr. Bu katsayý birimlere öntaký olarak kullanýlýr ve birimin deðerini tabloda belirtilen oranda deðiþtirir.

Her bir öntaký sadece bir birime etki eder. Her bir birim için sadece bir adet öntaký (çarpan) kullanýlýr. (Örneðin; mµm yerine nm kullanýlmalýdýr.) Çarpan olarak etkileyeceði birim ile öntaký arasýnda boþluk býrakýlmamalýdýr.

Cümle sonu vb. gereklilik olmadýðý sürece birim sembollerinin sonuna nokta konulmaz. Birim sembolleri miktarý belirten nümerik bir deðerin arkasýna bir boþluk býrakýlarak yazýlýr. Bileþik birimler araya çarpým iþareti konularak veya arada boþluk býrakýlmadan yazýlýr. Newton-metre Nm olarak yazýlmalý; mN mili Newton ifade eder. Bölüm þeklindeki bileþik birimler m/s veya m.s-1 þeklinde ifade edilir. Karmaþýk birimlerin ifadesinde parantez ve üslü ifadeler kullanýlmalýdýr. SI Birimleri içinde olmayan ancak pratik kullanýmdaki önemi açýsýndan GIPM (Uluslararasý Ölçü ve Aðýrlýklar Komitesi) tarafýndan tanýnan birimler Tablo-5’de verilmektedir. Bu birimler, bileþik birimlerin içerisinde SI birimleri ile birlikte kullanýlmaktadýr. SI Birimlerinde kullanýlan katsayý sistemi bu birimlerle birlikte kullanýlýr.

Tablo 4. Ondalýk Katsayý Sistemi

Faktör

Öntaký

Sembol

1024

yotta

Y

1021

zetta

Z

1018

eksa

E

1015

peta

P

1012

tera

T

109

giga

G

106

mega

M

103

kilo

k

102

hecto

h

10

deca

da

10-1

deci

d

10-2

centi

c

10-3

mili

m

10-6

micro

µ

10-9

nano

n

10-12

pico

p

10-15

femto

f

10-18

atto

a

10-21

zepto

z

10-24

yokto

y

 

 

ANA KALÝBRASYON KONULARI

Kuvvetin Tanýmý

Kuvvet vektörel bir Fiziki Büyüklük (Physical Quantity) türevidir. Uluslararasý Birimler Sistemi’ne (SI) göre kuvvet birimi Newton (N) dur. Bir kilogramlýk kütleye sahip olan bir cisme 1m/s2’lik ivme kazandýrmak için gerekli olan kuvvet; 1N= 1kg x 1m/s2 dir.

Kuvvet ile ivme (a) arasýndaki baðýntý ilk olarak Newton tarafýndan tespit ve ifade edilmiþtir. Buna göre kuvvet Newton’nun 2. Kanunu’na göre;

 

  dýr

 

SI Birimler Sisteminin kabulünden önce kuvvet birimi olarak Kilopond (kp) kullanýlmaktaydý ve tanýmý; “Bir kilogramlýk kütleye sahip bir cisme 9.80665 m/s2 lik ivme kazandýran kuvvet” olarak yapýlmaktaydý. 1kp= 1kg x 9.80665 m/s2

 

       Tablo 5. GIMP Tatafýndan Tanýnan Birimler

Parametre

Birim

Sembol

Taným

Zaman Dakika Min 1 min =60 s
saat H 1 s = 60 min
gün D 1 d = 24 h
Düzlem Açý derece ° 1° = p/180 rad
dakika

'

1' = (1/60)°
saniye

''

1’’ = (1/60)’
Hacim litre l,L

1 l = 1dm3

Aðýrlýk ton T 1 t = 103  kg
Enerji elektronvolt EV 1 eV  = 1,60219x10-19 J
Atom Aðýrlýðý atomik aðýrlýk birimi  kg 1 u = 1,66057x10-27 
Uzunluk

astronomik birim  

AU

1AU = 149597,870x106 m
parcel

Pc

1 pc = 206265 AU
Sývý Basýncý Bar Bar 1bar = 105 Pa

Tablo 6.  Kuvvet Birimleri ve Çevirimleri

  N dyn Lbf Kp oz
N 1 105 0.224811 0.101972 3.59695
dyn 10-5 1 2.24810ž 10-6 1.01972ž10-6 3.59695ž10-5
kp 9. 80665 9.80665ž 105 2.204622 1 35.2739 6
lbf 4.448187 4.44817ž 105 1 0.45359 16
oz 0.278014 2.78014ž 104 6.24999ž 10-2 28.3495ž10-3 1

Bazý ülkelerde (mesela ABD’de pound force, lbf olduðu gibi) kuvvet için halen baþka kuvvet birimleri kullanýlmaktadýr. Bunlardan bazýlarý Tablo 6‘da verilmiþtir.

Kuvvet Ölçme Sistemleri

Eðer kuvvet direkt olarak kütle etkisiyle (bir cismin kütlesi) oluþuyorsa, burada: Dolaysýz (Direkt) Kütle Etkisi’ nden (Þekil 1),

 

Þekil 1. Dolaysýz Kütle Etkisi

 

 

Hava yoðunluðu

Kütle malzemesi yoðunluðu

 

 

Eðer kütlenin etkisi uygun bir sistemle büyütülüyorsa, burada: Dolaylý (Endirekt) Kütle Etkisi’ nden

 

Þekil 2. Dolaylý Kütle Etkisi

 

 

Kuvvet aktarma oraný (Tahvil oraný)

 

bahsedilir ki, bu tür kuvvet oluþturma sistemlerine Kuvvet Uygulama Makinalarý denir.

Bir ülkedeki tüm kuvvet ölçümlerinin esasýný teþkil etmek üzere ulusal, resmi bir kuruluþ nezdinde Kuvvet Skalasý’ nýn oluþturulmasýnda kullanýlan makina için; Kuvvet Standardý Makinasý (Force Standard Machine), kullanýlýr. Bu tür makinalar ülke içindeki baþka (özel ve/veya resmi) kuruluþlarda da mevcut olup, mukayese ölçümleriyle Kuvvet Standardý Makinasýna baðlantýlý (izlenebilir) iseler, bu makinalar için; Kuvvet Referans Standardý Makinasý (Force Calibration Machine) tanýmý kullanýlýr.

 

Kuvvet Ölçme Tekniði Usüllerinin Bellibaþlýlarý :

Þekil 3. Kuvvet Ölçme Teknikleri

  

Çekme Test Makinalarýnýn Muayene ve Kalibrasyonu

Kalibrasyonda esas olan, ölçülen fiziki büyüklüðün sayýsal deðeri ile gerçek deðer arasýnda bir baðlantý kurma iþlemidir. Ancak geleneksel olarak malzeme test makinalarýnda, gösterge deðerinin haricinde muhtelif fiziksel, fonksiyonel v.b. özelliklerin de muayene edilmesi ilgili standartlarda istenilmektedir. Standard veya kalibrasyon yönergelerinde istenen fonksiyonel muayenelerin sonuçlarýnýn müsbet olmasý durumunda makina (kuvvet göstergesi) kalibre edilmeye müsait sayýlýr. Böylece;

 

a) Kuvvet göstergesinin (analog/dijital) kalibrasyonunda kullanýlan referans yük hücrelerin Kuvvet Dönüþtürücüleri (mV/V ) ve makinanýn Hiterezis’ini elimine etmek için önce makinada üç defa, tam kapasitede ‘’Ön Yükleme’’ yapýlýr ve bu yüklemeler arasýnda göstergenin ‘’0’’ noktasý kararlýlýðýna bakýlýr. Tespit edilen ‘’0’’ noktasý sapmasý (fo) ilgili standartta belirtilen deðerlerin dýþýnda ise, makina kalibre edilmeye müsait deðil sayýlýr.

 

b) Kuvvet kalibrasyonu için, makinanýn anma kapasitesine kadar asgari 5 basamakta (pratikte 10, 12 veya 16 basamakta) deðer alýnýr ve bu ölçümler üç defa tekrarlanýp ortalamasý alýnýr. Histerzis ölçümü kullanýcýnýn isteðine baðlý olmakla birlikte, makinanýn durumu hakkýnda bir kanaat sahibi olunmasý açýsýndan tavsiye edilir. Ölçme deðerlerinin alýnmasýndan sonra, makinanýn ilgili standartta belirtilen deðerlere göre sýnýflandýrýlmasý için;

- Okuma belirsizliði : a

- Gösterge sapmasý : q

- Tekrarlanabilirlik sapmasý : b

- Histerezis : u

- ‘’0’’ noktasý sapmasý : fo

hesaplanýr.

Basma Test Makinalarýnýn Kalibrasyonu

Standart veya kalibrasyon yönergelerinde istenen fonksiyonel muayenelerinde müsbet sonuç elde edilmesi durumunda, kuvvet göstergesinin kalibrasyonu Çekme Test Makinalarý’nda belirtildiði gibidir. Sýnýflandýrma ilgili standarda göre yapýlýr.

 

Sertlik Ölçme Makinalarýnýn Kalibrasyonu

Kalibrasyon ile ilgili ölçümlerde iki usül uygulanýr;

- Direkt (doðrudan) mukayese

- Endirekt (dolaylý) mukayese

Doðrudan mukayese : Ön yük ve esas yüklerin kuvvet ölçme cihazlarý ile, sertlik izi ve iz derinliði ölçme sisteminin uzunluk ölçme standartlarý kullanýlarak doðrudan ölçülmesidir.

Dolaylý mukayese : Referans Sertlik Ölçme Plakalarý kullanýlarak, makina üzerinde sabit olarak bulunan uzunluk ölçme sistemleri vasýtasýyla sertlik izi çapýnýn (veya diagonal) veya derinliðinin ölçülmesi ve bu deðerlere tekabül eden sertlik deðerinin elde edilmesidir.

 

KAYNAKÇA

1. Ulusal Metroloji Enstitüsü , Metrolojide Kullanýlan Temel ve Genel Terimler Sözlüðü, Nisan 1997

2. TSE Notlarý ( Kalibrasyon Eðitim Notlarý )

3. ITS-90 Uluslar arasý Sýcaklýk Skalasý

4. DIN 863 Mikrometre Kalibrasyonu

5. DIN 862 Kumpas Kalibrasyonu

6. Günther Ramm, PTB-E39 Kalibrieren Yonwechselstrom-Mebbiderständen , Juli 1990,

7. Leedert Bliek, Grundlagen Der Elektrischen Temperatur-mebtecchnic Elektries Temperaturmebtechnic-Fehelerquellen

8. TS EN-45501 Terazi Standardý

9. TS EN-837-1-2-3 basýnç Standardý