Ölçme ölçme Tekniği ve Değerlendirme Ders Notu FULL (Nuran Durakbaşa - Anıl Akdoğan). r TlJ VU:.NNA TECHNISCHE UNIVEH51TAT WIEN VIENNA UNIVEBS1TY OF TECHNOLOGY AUSTAUSCHBAU UND MESSTECHNiK MAKiNA MALZEMESi VE iMALAT TEKNOLOJiSi ANABiLiM DAU ÖLÇME TEKNiGi VE DEGERLENDiRME Prof. Dr.M.Nurnan DURAKBASA, Ögr.GÖr.Or. Anil AKDOGAN Abt. "Austauschbau und Messtechnik" Technische Universitat Wien Karlsplatz 13/3113 A-1 040 Wien TeL.: +43 1 58801-31142/ Fax: +43 1 58801-31196 E-mail: durakbasa@mail.ift.tuwien.ac.at ISBN 3-901888-32-2Içerik 1) Metroloj; ve Ölçme Tekniginin Temelleri 2) Makina imalatinda Kullanilan Ölçme Cihazlari 3) Hata Türleri ve Analizi i Kalibrasyon 4) Toleransiar, Alistirmalar i Alistirma ToleransianIISO Alistirma Sistemi i 5) Makro ve Mikro Geometri Ölçümleri 6) Diger Fiziksel Ölçümler 2 i i1. Bölüm Metroloji ve Ölçme Tekniginin Temelleri 31. Metroloji ve Ölçme Tekniginin Temelleri Olçme teknigi, günlük yasantrmizda önemli bir yer almasinin yani sira Fizik, Kimya, Biyoloji gibi hemen hemen tüm bilim dallarinin temelini teskil eder. Teknik problemlerin çözümünde ölçme tekniginden yararlanilir. Ortaya atilan teorik hipotezler gereken deney ve gözlemler yapilmak suretiyle ölçme teknigi vasitasiyla dogrulugu ispat edilerek desteklenirler. Metroloji, ölçü ileilgili bilim sahasidir. Metroloji, dogruluk seviyesi ve uygulama alanina bakmaksizin, ölçmeye dayanan pratik ve teorik tüm konulari kapsar (VIM 2.01). "VIM: Vocabu!arie International des termes fondamentaux et generaux de Metrologie {International Vocabulary of basic and general terms in Metrology)". Yalin üretim, akilli üretim, degistirilebilir imalat teknolojisi gibi modern imalat sistemlerinde, -kaliteliürün, üretim ve kaliteli imalat prosesleri jçin ölçme teknigi bir temelolusturur ve kaçinilmazdir. Sistemin bir bütün olarak degerlendirilmesi, farkli yerlerde imal edilen mamullerin belirlenen spesifikasyonlara uymasi ve bir ölçü birligi içinde üretimin gerçeklesmesi gerekmektedir. Endüstride kullanilan bir ölçü aletinin yaptigi ölçümün bütün dünyada taninmasi ve yapilan diger ölçümlerle ayni oldugunun kabul edilmesi, bu ölçümün, bir ölçme referans zinciri ile en yüksek hassasiyetI! temel ölçme standardina ulasmasi ile mümkündür. Bunun yerine getirilmesiyle, gerçeklestirilen tüm ölçümlerin milli ve milletlerarasi düzeyde kabuledilebilirligi saglanmisolur. Bunun sonucu olarak kalibrasyon ve dogrulamaislemleri büyük ölçüde önem kazanmistir. Kalibrasyon, belirli sartlar altinda bir ölçü aletinin veya ölçme sisteminin gösterdigi degerler veya bir ölçü gered ile elde edilen degerler ile ölçülenin bunlara tekabül eden ve bilinen degerleri arasinda bir takim baglanti kurma islemidir. Kalibrasyon ile, degerinin dogrulugu kabul edilmis bir standart kullanilarak daha az hassas bir ölçü aletini veya standardini ölçme islemi gerçeklestirilir (Ölçme Belirsizliginin Belirlenmesi için Rehber - GUM Guide Expression of Measurement Uncertainty). Ulusal metreloji enstitüleri referans zinciriyle sisteme bagli olan ve ülke bazinda en üst seviyede çalisan enstitülerdir. Bu enstitürer yine hiyerarsik bir yapi içerisinde ölçümlerin uluslararasi taninir nitelikte olmasini saglamak amaciyla merkezi Paris'te olan ,Uluslarara-siÖlçü' ve Ayarlar Bürosu - BlPM (Bureau International des Poids et Measure)' teskilatina baglantrlar. imalat teknolojisinde seri üretime geçilmesiyle baslayan sanayilesme sürecinde, farkli yerlerde üretilen parçalarin birlestirilmesiyle bir bütünün olusturulmasi, yan sanayi ve üretimde uzmanlasma olusumlarini baslatmis ve ölçümlerin uluslararasi taninir nitelikte olmasi büyük önem kazanmistir. 41.1 Ölçme Teknigine Giris Ölçme Tekniginin günlük yasamimizda çok önemli bir yeri vardir. Uzunluk, agirlik, sicaklik gibi fiziksel özellikler bilinen büyüklüklerle karsilastirmak suretiyle belirlenider. Ayrica ölçme teknigi tüm mühendislik daJlarinda mevcuttur ve tüm diger bilim dallarinin olusmasi ve çalismalarina imkan tanir.. Özellikle laboratuvar çalismalarinin her düzeyinde ölçme teknigine gereksinim vardir. Ölçme islemleri, ölçme yöntemleri, enstrümantasyon, ölçme sistemlerinin tayini, dogrulama, kalibrasyon, ölçme hassasi~etieri ve dogrulugu, ölçme neticelerinin degerlendirmesi ve enterpretasyonu, istatistiksel degerlendirmeler ve kaiite datatarinin olusturulmasi, ölçme tekniginin baslica konulanni olusturmaktadir. 1.2. Ölçme Teknigi Kavramlar, Tanimlar ../.~ (O!çm~bir büyüklügün degerini belirlemek amaciyla yapilan bir dizi islemdir. ~---< Olçme ile bilinmeyen bir niceligi, bilinen bir nitelikle karsilastirmak suretiyle bir degerlendirme islemi yapilir. Ölçme prensibi, bir ölçme metodunun bilimsel esasidir. Örnegin hiz ölçümünde uygulanan Doppler Efekt. Ölçme usulu - ölçme prosedürü, ayrinWi olarak belli bir metodagöre ölçmelerin yapilmasi ile isgili bir grupteorik ve-pratikislemdir. Ölçme süreci, belli bir ölçüm ile ilgili tüm bilgi teçhizat ve islemlerdir. Bu kavram ölçmenin yapilmasi ve niteligi ile ilgili tüm hususlari kapsar. h·'·· . Ölçmenin belirsizligi, ölçülenin gerçek degerini de ihtiva eden degerler araligini karakterize eden bir tahmindir. 1.3 Ölçme Tekniginin Gelismesi imalat ölçme teknigi 1950 yillarina -kadar imalat tekniginin bir parçasi olarak imalatta yer almistir. Nümerik kontrollü tezgahlarin imalat ··süreçlerinde kullanilmasiyla modern imalat ölçme tekniginde gelisme süreci baslamistir. imalat öiçme tekniginin son 25 yillik gelismesini gittikçe artan talepleri karsilayacak yeni cihaz ·ve enstrümanlann gelistirilmesi belirlemistir. Ölçme degerlerinin elde edilmesi için islem yapilan bilgi miktari onbin kat artmistir. Produktivite, ölçme dogrulugu ve ölçme hizi 100 kat, ölçme alani veya ölçme hacmi 10 katina çikmistir. Ölçme aletlerinin güvenirligi de mikrolektronigin yaygin bir sekilde kullanilmasiyla ayni derecede artmistir. Günümüzde imalat ölçme teknigi, is parçalarinin daha hizli, daha dogru ve daha esnek ölçÜlmesi taleplerini karsilamak durumdadir. Ölçme neticelerinin dökümantasyonu da ayni sekilde büyük önem kazanmaktadir. Hassas imalat teknolojisinin gelismesi daha hassas ölçme teknigi ihtiyacini beraberinde getirmektedir. Mikro ve nano teknolojilerinin makina mühendisligi alaninda kullanilmaya baslamasiyla bu hassasiyetlerde ölçme islemlerinin yapilmasina olanak saglayacak cihaz ve enstrümanlarin gelistirilmesi ve endüstride kullanilmalari kaçinilmaz hale gelmistir. Sekil 1.1 hassas imalat gelisme sürecini göstermektedir. 5Ölçme teknikleri 1950 yilindan bu yana ilk yillarda elektronik devrelerdekii 1960 - 1970 yillari arasi laser ve optik cihazlar, 1970 yilindan itibaren de fiber optik elemanlari ve bilgisayar teknolojisindeki gelisme/er ölçme tekniginingelismesinde önemli ölçüde olumlu etkiler yapmislardir. 400 250 160 100 63 40 25 16 10 6.3 4 2.5 1,6 1 YIL Sekil 1.1: U/asilan imalat hassasiyeti Nano metro!oji, mikro teknik, yari iletkenler ve nano teknigi alanlarindaki çok küçük objelerin uzunluk ölçüleri ile ilgili bir tekniktir. Nano metrolojisinde, ölçme büyüklügü tipik olarak nano metre (1 nm = 1/1 000 000 mm), ölçme belirsizligi ise çogunlukla 1 nm den küçük olarak belirlenir ve gÖsterilir. Tüm uygulanan metottar nano pozisyon sistemleri ve yüksek derecede dogrulukta pozisyon ölçümleri ile mikroskop teknigi temeline dayanirlar. Nanoteknolojisinin gelismesiyle birlikte bfrçbk bilim alanlarinda yeni boyutlar ve arastirma imkanlari dogmustur. Elektronikte, nanoyapilar Moore Yasasi'nin sinirli uzantisi ve klasik araçlardan küçük araçlara geçisini ve kuantum araçlari ile yeni islemci mimarilerinin yapimini mümkün kilar. Moleküler biyolojide, nanoyapilar hücrenin sürekliligini saglayan histonlar ve proteozomlar gibi temel makinalar, mitokondrinin parçaciklari, kloraplast, ribozom, çogalma ve kopyalanma kompleksIeridir. Katalizde, nanoyapilar, zeolitlerin sablonlari ve delikçikleri ve diger yasamsal yapilardir. Makina mühendisliginde de, nancteknoloji ve nanometrotojisi bir kristalin mükemmelolarak yapilabilmesi için gerekli teknolojidir. impürite ve hatalarin birbirlerine göre dizilimini çok hassas bir sekilde kontrol edebilme yetenegi ve mükemmel inorganik ve organik nanoyapilar entegre edebilme yetenegi tamamen yeni nesil ileri düzey kompozitlerin ortaya çikmasini saglayacaktir. Tüm bu disiplinlerin herbiri kendi açilarindan nanobilim çalismalari yapmaktadir ve tüm bu farkli pencerelerin entegrasyonu ve birbirinden bagimsiz gelisen araç ve tekniklerin paylasimi firsati günümüz için tüm bilim dal/arina çekici gelmektedir. 6Atomiarin nanoteknolojisi yardimiyla öngörülen pozisyonlara yerlestirilmesi bu günkü teknolojide gerçeklestirilmektedir. Sekil 1.2 de kendi kendine montajla elde edilmis kuantum noktasi (Ge piramidi) bir si\i\<..on yüzey üzerindeki germanium atomiarindan olusmus piramidi gösterilmektedir. Piramid köseden köseye 10 nanometre ve sadece 1,5 nancmetre yüksekligindedir. Resimde yuvarlak görünümlü objeler aslinda birer germanium atomudur. Sekil 1.2: Kendi kendine montajla elde edilmis kuantum noktasinin (Ge piramidi) STM resmi. (Arastirmaci: R. S. Williams, Hewlett-Packard Co.) Piramit kendini "kendi kendine montaj" denilen proses ile sadece birkaç saniye içerisinde olusturmustur. Eger belli sayida germanium atomu dogru tipte silikon yüzeyinin üzerine konulursa atomlar arasindaki etkilesimler piramidin olusmasini saglamaktadir. Nanoyapilardaki bazi malzemelerin kendi kendine montaj egilimi günümüzde temel arastirma alanidir. Amaç, elektronik devreler gibi daha karmasik yapilar olusturmak için malzemelerin kendi kendine montaja nasil yönlendirilecegini ögrenmektir. 1.4 Ölçme Birimleri Her ölçme isleminin ve ikame edilebilir imalat tekniginin en önemli sarti gerekli büyüklüklere göre tam olarak tanimlanan birimlerin mevcudiyeti ve bu birimlerin uluslararasi tespit edilen kurallara uygun olarak b~lirlenmis olmalaridir. 1.4.1 Büyüklükler ve Birimler, Birim Sistemleri Ölçülebilir Büyükime~ ÖlçUle5T1ifbuyuklOk kalitatif olarak ayrilabilen ve kantitatif olarak tayin edilebilen bir olay, cisim veya maddeye bagli bir özelliktir. Ara!arinda karsilikli olarak karsilastirilabilen büyüklükler bir büyüklük türü altinda toplanabilirler: _Is, Isi miktari, Enerji eKaliniik, Dalga boyu, Çevre 7Büyüklüklerle ilgili formuller iso 31 Uluslararasi Standartta belirlenmistir. Genel anlamda büyüklükler sunlardir: Uzunluk, zaman, kütle, sicaklik, elektrik direnci Özel büyüklükler: özel bir çubugun uzunlugu, özel bir maddenin kütlesi, özel bir telin elektrik'direnci Büyüklük Boyutu: Bir büyüklügün boyutu, büyüklük sisteminin bir büyüklügünü o sistemin temel büyüklüklerinin üslerinin çarpimi olarak gösteren ifadedir. Örnegin L M T -2 büyüklük sisteminde kuwetin boyutu temel büyüklüklerin Uzunluk, Kütle ve Zaman çarpimidir. 1.4.2 Birimler ve Sembolleri Birim: Ayni boyuta sahip büyüklükleri sayi ile ifade etmek için kullanilan milletlerarasi anlasma ile kabul edilmis bir büyüklüktür. ' Birimin sembolü, o birim için tespit edilmis semboldür. Örnek: • m Metre için birim sembolü; e A Amper için birim sembolü 1.4.3 Birimler Sistemi Birimler sistemi: Bir büyüklük sistemi için tespit edilen birimler grubu olup, tarif edilen esitlikler ve oranti faktörleri ile tespit edilen !üretilmis birimlerle birlikte, seçilmis bir temel birimler grubunu da ihtiva etmektedir (Si, CGS). Örnegin: LI> Uluslararasi Birimler Sistemi, Si ~-CGS Birimler Sistemi 1.4.4 Si Birimleri (Uluslararasi Metrik Sistem) Tanimlanmis ölçü ve agirliklar birimleri insanlar ticaret yapmaya baslayinca gerekli olmustur. insan ilk ölçme birimi olarak sürekli yaninda olan ölçegi, yani bedenini kullanmaya baslamistir. LI> Bas parmak genisligi (inch), karis, ayak, adim, arsin, " .. ':·'>1 :: . i \ , ' '., '....•...• ,:,.,'.""'" ,.,:. i Fimyüklük i Birim ." i'~sem~oli Tanimi . . ----.-- ..... --.EJ"D-.... -- .... 0 ••• ---.- •• -··-----·--- •• - •• 0 ••••••••• . i 1metre, Vakum içerisindeki monokromatik isigin Uzunluk Metre. i M . 1/299792458 sn'de katettigi yolun uzunlugudur. ·1 . 17.CGPM (1983) Kütle .. I·B "'.' EJ .. '. \1 ~g.' Uluslararasi kilogram prototipinin kütlesine ~ !5110gram Kg esittir. (AgiriiK) .. ' '.' , 1.GGPM (1889) ve 3.CGPM (1901) i li Li if Taban enerjisindeki Gelsiyus 133 atomunun iki süper ince düzeyi arasindaki geçisler sirasinda olusan radyasyon periyodunun 9 192 631 770 katidir. 13.GGPM (1967) cd A Kandela -Ampei>· Boslukta birbirine 1 m mesafede parelel duran sonsuz uzunlukta ve kesitleri ihmal edilebilen iki iletken arasinda 2X 10-7 Nm kuvvet olustura~' .. akimin siddetidir. 9.CGPM (1948) i 1/ ii 'BKeivin D Suyun üçlü noktasinin dinamik sicakliginin i 1/273.16 katidir. 13.CGPM (1967) i il====Hii= ===='11"=' ===== Monokromatik ve 540X 1012 Hz frekansli, yayilma dogrultusundaki radyasyon miktari 1/683 WattlSteradyan olan isigin siddetidir. 16.CGPM (1979) Sicaklik Isik Siddeti Elektrik Akimi Madde Miktari Mal mol 0.012k9 Karbon C12 elementinin atomIari sayisi kadar madde elemanlari bulunduran bir sistemin madde miktaridir. Bu ifadeyle birlikte madde yapisi iyon, atom, moleküi olarak ifade edilmelidir. 14.CGPM (1971) 91.4.5 Uzunluk Ölçü Birimi Çesitli ölçme birimleri hakkindaki ilk bilgiler dünya tarihinde eski çag dönemine kadar uzanmaktadir. Ilk zamanlar birimler, degisik sahalarda karsilastirma büyüklükleri olarak ortaya çikmaktaydl. • Dogal ölçüler (tohum tanelerinin büyüklük ve kütlesi) • Binalariin belirli kisimlari (saraylar, tapinaklar) veya • Mümtaz ve mükemmel kimselerin vucut ölçüleri (hükümdar, prens) 1 Ayak :c-.- J ••••• ~~, --, r Sekil 1.3: Uzunluk ölçüsü ayak Son olarak belirtiten vucut ölçüleri LI dirsek • ayak • kulaç • adim (çift adim) uzun bir süre geçerli oldu. Ancak bu .tür ölçü!erin müsterek bir temeli olmamasi nedeniyle çogu zaman yanlis anlamalara sebebiyet vermekteydi,· zira ayni isim altinda farkli büyüklükler anlasilmaktaydi. Milattan sonra 1101 yilinda ingiltere'de Heinrich H nin göz hizasindan parmak ucuna kadar olan mesafe uzunluk ölçüsü 1 Yard olarak belirlendi (SekiliA). Sekil 1.4: Uzunluk ölçüsü 1 Yard - Heinrich ii lOFarkli anlamalara yol açan bu duruma bir son vermek üzere 1791 senesinde Fransa Ulusal Meclisinde bir karar alindi. Su karara göre uzunluk birimi olarak her zaman ayni kalabilen ve her zaman tekrarlanabilen bir dogal ölçü "Metre" kullanilmaliydl. Tamma göre, ,,1 Metre" Paris rasathanesinden geçen yerküresiçeyrek meridyaninin onmilyonda biri olmaliydi. 1792-1798 yillari arasinda triangulation metoduyla Dünkirehen ile Sareelona'da Montjuieh· arasindaki daire gerçekten ölçülmek suretiyle tespit edildi. Buna göre elde edilen sonuç kesiti 25mm X 4.05mm boyutlarinda dikdörtgen seklinde bir platin çubuk olarak cisimlendirildi ve saklandigi yerin adiyla (Fransa Devlet Arsivi "metre des arehives") adlandirildl. Sekil 1.5: Metre tanimi: Yerküre çevresinin kirk milyanda biri, Kutup Ekvator arasi 10000 km. 19. Yüzyilda baska bir prototip ortaya kondu. Matematkçi ve ~fizikçi F.W. Bessel'in (1784-1846) arastirmalarinin temeline dayanan bu prototip, taksimati nötral faser üzerine yapilan ve uzunlugunu, kendi agirligi ile ortaya çikan deformasyonda da koruyabilen platin-iridyum alasimi! (%90 Pt, %10 Ir) birçubuktu. Sekil 1.6: Pt-Ir Metre, Paris - Breteuil 11Prototip için uygun bir kesit olarak, küçük alan ölçüsü ve büyük mukavemet momenti olan (Tresca'ya göre) X profil sekli seçildi. Sekil 1.7: Platin iridyum alasimi prototip Sekil 1.8 Bessel mesnet noktalarinin prototip Pt-Ir çubugu için konumunu göstermektedir. Buna göre asgari bir deformasyon için çubugun her iki tarafindan içeriye dogru olacak sekilde çubuk uzunlugunun 0,2203 rde biri mesafesinde mesnet noktalari belirlenir. L a a = 0,22031- L a Sekil 1.8: Bessel mesnet noktalari Metrenin bu tanimi da uzun süre devam etmedi. Zira ilk "Ölçü ve Agirlik Genel Konferansi'nin yapildigi 1889 ve 1957 yillari arasinda prototipin, kristallesme degisiklikleri nedeniyle, 0,5 J.lm daha kisalmis oldugu tahmini kuvvetlenmisti. Bu yüzden uzunluk ölçü birimi için daha dogalolan bir tanim bulmak üzere çalismalara baslandi. Teknolojideki gelismeler, özellikle ölçme teknigi alaninda, ölçme dogrulugu ile ilgili gitgide artan talepler bu yöndeki çalismalarin baslica nedenini olusturmaktaydilar. 1800 yilinda uzunluk ölçüsü için dogruluk, 0,25 mm ye kadar yeterli sayilirken, 1900 yilinda tolerans sinirlari 0,01 mm, 1950 li yillarda da 0,25 i-im degerlerine kadar küçüldü. Bunun neticesi olarak metrenin yeniden tanimlanmasi ihtiyaci üzerine, fizikçilerin yaptiklari arastirmalar temelinde -özellikle Fizikçi A.A. Michelson'u sayabiliriz (1852-1931)- yeni tanim için çalismalar yapiidi. Böylece 1960 senesinde ilk defa oybirligi ile alinan bir kararla vakumda dalga boyu esasina dayanan, yeni bir uluslararasi metre tanimi kabul edildi (Sekil 9). 12Bu tanima göre: 1 metre, Kripton 86 atomunun 5d5 ile 2p10 seviyeleri arasinda geçisine tekabül eden vakumda yayilan isinin 1650763,7300 dalga uzunlugu olara\<. tammlandl. Sekil 1.9: Dalga boyu esasina göre metre tanimi 1983 senesinden beri geçerli olan son metre tanimina göre ise, 1 metre, vakum içerisindeki monokromatik isigin 1/299792485 saniyede katettigi mesafeye denk bir uzunluk olarak tespit edildi. 1983 yilinda 17 CGPM'de yapilan bu tanim 1960 yilinda Kripton 86 atomunun nesrettigi radyosyona bagli olarak yapilan metre tarifini, 1960 yilinda yapilan tarif de, 1889 yilinda yürürlüge giren kutupdan ekvatora kadar olan meridyenin uzunlugunu temel alan prototip metreyi (Pt-Ir çubuk) geçersiz kilmistir. Uzunluk Ölçüsü Spektrumu Yer Küresi - Günes Yer Küresi - Ay Çin Seddi Everest insan Saç kalinligi H20 Molekulü Atom - - .;.. - --"' 150 000 000 000 m 380000000 m 2400000 m 8848 m -1,8 m 0,00008 m o;ogo 000001 m 0,0000000003 m Sekil 1.10: Uzunluk ölçüsü spektrumu Metre taniminin fiziksel gerçeklestirilmesi normalolarak yüksek stabilitede ve belli bir frekans düzeyinde Laser iSini ile olur. Primer normalolarak He-Ne Laser kullanilir. Optik frekanslari bir atom geçisinde, yani iyot gazinin absorpsiyon çizgisinde stabilize edilir. Metrenin iyot stabilize He-Ne Laser vasitasiyla 13~ : .•. :.::- .~':-'.=~. gerçeklestirilmesinin relatif belirsizligi 2,5x10-11 dir. Bu belirsizlik yer küre ekvator uzunluguna göre 1 mm ye tekabül eder. Stabilize laser isininin dalga boyunun (0,633 ~m) çok dogru olarak belirlenmesi cisimsiz bir uzunluk standartinin elde edilmesi anlamina gelmektedir. Bu standart ölçülecek büyükmklerin dogrudan karsilastirilmak suretiyle ölçülmesine olanak verir. interferometri _yardimiyla laser isininin dalga boylari sayilarak ve enterpolasyon yöntemiyle onlarca metre uzunlugunda ve nanometre alt seviyeleri arasinda oldukça gen-isbir ölçme yeLpazesinde uzunluk ölçümleri gerçeklestirilii. 1.4.6 Agirhk Ölçü Birimi 18. ~üzylJda agirliK ölçüsü ilk olarak 1,0 dm3 (1 Litre) hacminde aritilmis suyun kütlesi 1 kg olarak tanimland:. Uluslararasi tanima göre 1 kg-i uluslararasi kilogram prototipinin küflesine esittir. Bu prototip 1889 yilinda 1. Ölçü ve Agirliklar Genel Konferansi'nda (CGPM) kabul edilen, çapi 39mm, yüksekligi 39mm, yogunlugu 21500 kg/m3 olan Pt - Ir alasimli (%90 Platin, %10 iridyum) silindirik kütledir. Bu prototip Fransa'nin Serv sehrinde BIPM müzesinde muhafaza altindadir. Ulusal kütle ölçme standard, olan Pt-Ir alasimli prototipler ülkelerin ulusal metroloji enstitülerinde muhataza edilirler. Sekil 1.11 : Agirlik prototipi (BIPM müzesi, Serv Fransa) 1.4.7 Zaman Ölçü Birimi Mi/attan önce 2000 yillarinda BabilUer ilk ay takvimini kullandilar. Bir aylik süre yeni ayin dogmasindan baslaytp takip eden yeni ayin dogmasina kadar geçen süre i ayalarak tanimlanmisti. Mi/attan önce 400 yillarinda . Aristarch ilk günes saatini yapti. Bu günes saati gölgenin aksettigi bir düzlem ile bir skaladan meydana gelmisti (Sekil 1.11 ). 14: ------'-- --~ Sekil 1.12: Günes saati Daha sonra yapilan zaman tarifine göre saniye, astronomik olarak bir gunun 86440'de biri olarak ifade edilmekteydi. Fakat dünyanin günesin etrafinda dönmesinde bazi düzensizlikler olmasi sebebiyle saniye istenilen hassasiyette bir zaman birimi olmaktan uzaklasti. Çok siklikla kullanilan zaman Ölçümü kuvars saatiyle yapilmaktadir. Bu sekilde yapilan zaman ölçümü, kuvars kristallerinin kalinlik titresimleri üzerinde gerçeklestirilir. Hata orani gün basina 0,0801 saniyedir. 1967 yilinda ÖI,çü ve Agirliklar Genel Konferansi'nin (CGPM) 13. Toplantisi saniyeyi atomik esasli bir tarifle yeniden açikladi. Buna göre saniye, Cesium 133 atomunun temel enerji durumunda iki süper ince düzeyi arasindaki geçisler sirasinda olusan radyasyon periyodunun 9 129 631 770 katidir. Günümüzde bu esasa göre imal edilmis Cesium atomik saati ile günde saniyenin yüzmiiyonda biri dogrulukta saniye ölçümü yapilmaktadir. Hata san/gün 0_000001_ rakkas Yf!;rkaresi rotasyon salinimi kuvars Sekil 1.13: 170{l ,800 1900 2GO(1 Jarf 15Amerikali bir arastirma grubunun yaptigiçalismalar zaman ölçümünün çok yüksek hassayiyette optik atom saati ile yapilabilecegini ortaya koymustur. Optik atom saati 50 yildan beri en dogru zaman ölçer olarak bilinen mikrodalga atom saatlerinden 20 defa daha dogru olarak çalismaktadir. ~ \ i i i LS i ii Rf'!soikitor i i A ./ i Qua rzoszlltator Sekil 1.14: 1.4.7 Yardimci Birimler, rüretilmis Birimler Türetilmis birimler, temel ve yardimci -birimlerdericebirsel islemlerle elde edilen birimlerdir. Bazi türetilmis birimlerin özel isim ve sembolleri vardir. Tablo-2'de verilen bu semboller CGPM tarafindan onaylanmis, kabul edilmistir. Bunlarin disinda bazi türetilmis birimler de bu sembolleri kullanarak ifade edilebilir .. Düzlem açi birimi radyan (rad) ve kati açi birimi steradyan (sr) yardimci birim olarak tanimlanmistir. Yardimci birimler temel birim veya türetilmis birim olarak da kabul edilebilir. Açi birimi olan radyan, yari çapi 1m olan bir çemberin 1m yay uzunluguna karsi gelen merkez açi olarak tanimlanir. 1 rad = a = b i r Sekil 1.15: radyan açi birimi 16Derece Dakika Saniye 10=(n/180) rad; (açi dakika) 1'=1°/60; 1" = 1'160 Gen açi birimi: 1gon=( 1t/200) rad 1c= 1gon/1 00 1 cc = 1 gon/10 000 Rad iki uzunlugun, Steradyan ise iki alanin orani seklinde tanimlanabildiginden, iso 31 bu birimleri türetilmis birim olarak kabul etmektedir. Ancak boyutsuz büyüklüklerdir. Sekil 1.16: Steradyan Türetilmis birimler ve yardimci birimler, Tablo 3 te gösterilmektedir. Tablo 2. Türetilmis Birimlerin Özel isim ve Sembolleri Türetilmis i Sembol i Temel ve yardimci SLbirimlerle veya Parametre birimin özel diger türetitmis Si ismi Birimlerle ifadesi Radyan La ~E] 1 rad = 1 m/m L° II sr i 1 sr = 1 m2/m2 Steradyan i i Frekans i Hertz 1\ Hz 11 Hz = 1s·1 Kuvvet i Newton II N 11 N = 1 kg m/s2 Basinç i Pascal II Pa , 1 Pa = 1 N/m2 is, Enerji i Joule II J 11 J = 1 N.m Güç \ Watt \\W i 1 W = 1 J/s Elektrik yükü i Coulomb Ilc 11 C = 1 A.s Elektrik Volt IV \1 V = 1J/C ]7potansiyeli Potansiyel fark Eiektrik farad EJ 1F=1CN kapasitansi Elektriksel direnç i ohm IIW \1 W = 1 V/A Elektriksel i siemens ~ 1 S = 1 W-1 iletkenlik Manyetik aki weber IWb 11 Wb = 1 V.s Manyetik endüksiyon tesla T 1 T = 1 Wb/m2 _Ma~yetjk aki yogÜnluk , ....- Endüktans i henry 1\ H 11 H = 1 Wb/A degree EJ Celsiyus sicaklik 1°C=1K Celsius Isik Akisi /Iümen ~ Im 11 Im = 1 cd.sr Aydinlatma siddeti i Lux II Ix· 11 Ix = 1 Im/m2 -, " ,.-.. Ekim 1980'de Ölçü ve Agirliklar Genel Konferansi, yardimci birimleri boyutsuz türetilmis birim olarak tanimladi ve bu birimlerin türetilmis birimlerin ifade edilmesinde ku1ianihp kullanilmamasini serbest birakti. Bazi türetilmis birimlerin elde edilmesinde ~~lIanllabilirler. Örnegin, açisal hiz S-l veya rad/s açisal ivme ise S-2 veya rad/s2 olarak ifadeedilebilir. Birimler sistemine yeni ilaveler: Tablo 3. i .. , Atomfizii- \ /cr=O.5 \,,/,/ \... / cr=1 ~~/V .. " " x 2]:::i >Cl :::i i:: ::i >01 O ~ •.. !tl .~ ro E .;:; .i::: L /-L1 ;' f f x Sekil 1.18: (J ve IJ parametrelerinin degismesiyle dagilim egrisinin ve konumunun degismesi Herhangi bir ölçme degerinin belli bir deger araliginda yer almasi olasiligi, aralik sinirlari ile sinirlanan egri altinda kalan alanla dogru orantilidir. Bu alanlarin her konkret durum için uygun olan entegral hesabi ile hesaplanmasi mecburiyetine karsi, normlandirilmis normal dagilim belirlenmistir. Bu tür dagilim için tabelalarda hazirlanmis degerler statistik kitaplarinda mevcuttur. Somut normal dagilimdan normlandirilmis nori:ria"-gagilimatransformation su sekilde yapilir: z = Xi - j.1 a Bu dagiliminkoordinat sisteminin baslangiç noktasi, çan egrisinin ortasindadir. Aritmetik ortalama degeri Oolup böylece egrinin altinda kalan tüm alan 1 dir. Egri su formülle tanimlanir: Z2 1 __ O - -e 2 Iz) - .J2Jr Egrinin altindaki alan: 1 OJ Z2 .J21L f e-2 dz = 1 -OJ Bir ölçme degerinin Z1 ve Z2, veya X1 ve X2 araliginda yer almasi olasiligi sekilde oldugu gibi taranmis bölge alanina esittir: Z2 Z2 :iz 1 J e-2"dz = 1 JI' dz=-- CD (:i) = J (:i) ..J2Jr Zi :ii 22l~?(z) /\ ilJJh /, i /~, -z 1 O! f;~:~ +2 -? +7 i -----: i ~J ~ v Sekil 1.19 : Rasgele büyüklüklerin normal dagilimi Standart normal dagiliminkarakteristik özelligi, k dan bagimli olarak (k ::: 1,2,3, ) ks veya ±ka alanlarinda belli miktarlarda degerlerin olmasidir. @ Ortalama deger ± s: tüm degerlerin %68,3'ü bu alan içinde kalir. @ Ortalama deger ± 2s: tüm degerlerin %95,4'ü bu alan içinde kalir. \ij Ortalama deger ± 3s: tüm degerlerin %99,Tsi bu alan içinde kalir. 1.5.2 linear Regresyon Linear regresyonda gözlemlenen çokluk, tek tek ölçme degerlerinin grafik olarak göster.ilmesinde oldugu gibi, bir (x,y) çokluguna istinat .eder. Linear regresyon, elde edilen ölçme degerlerinin dagilimi hakkinda genel bir bilgi verir. Bunun için Gauss metodu olarak da adlandirilan en küçük kaieler metodu kullanilir. Dengeleme dogrusu o sekilde konulmalidir ki" dogruya olan mesafelerin karelerinin toplami minimum olsun. y Ölçme noktasi -------=Ç7- " " " ", " " " " " Denqeieme doqrusu Sekil 1.20: Linear Regresyon 23Mesafelerin kare/erinin toplami n a = i)y; -bx; _k)2 ;~i .. ~ ro O CU O rt -t- ·1· a=:>minimum, eger- = ve - = sa i zerine ge iri irse; ro & Böylece dogrunun esitligi elde edilir: y- y = b(x-x) Yi - Y Y ~ ... L , (Xi, Yi) X = Xi x Sekil 1.21 : En küçük kareler metodu ile dengeleme dogrusunun bulunmasi y=bXj + k dengeleme dogrusunun esitligi b ... düsey mesafe egim Dogrunun egimi b regresyon faktörü (eoeficient) olarak tanimlanir. Aradaki bagintilar su formüllerle gösterilir: 1 n 1 n x=-Ix; y=-Iy; n i~J n ;~J Sxy = ~1 t (Xi - X)(Yi - y) n i~J s b = -!!... s 2 i 242. Bölüm Makina Imalatinda Kullanilan Ölçme Cibazlan 252. M~!dnajmalatind aKuHafitlacn-·ÖI~me-(;ih azla ri ~ .•.._'~-:'."'~"'-""--- 2.1 Temel Bilgiler Muayene islemleri, üretim ve proses ölçme teknigi açisindan su bölümlere ayrilir (Sekil 2.1). Sekil 2.1: Muayene islemleri türleri Muayene i i Ölçme Yakin anlamda Muayene Görsel ·muayene (vizüel) Görsel olmayan muayene -Karsilastirma .Sayma objektif muayenede; -Mastarlama X.··;;.·.'~·\l.·.·.·."····· " '" :;!.';' • ;i.;.:> -Dokunma (taktit) -Dinleme (auditif) -Koklama (ölfaktörik) -Tatma (gustatorik) • ölçme cihazi • mastarlar - yardimci aletler ve gereçler kullanilirlarlar. Ölçme aletleri • Ölçü etalanlari •• Göstergeli ölçme aletleri olmak üzere ikiye ayrilirlar. 262.1.1 Ölçme Türleri Statik ölçme, ölçme sirasinda degeri sabit olarak mütalaa edilen bir büyüklügün ölçülmesidir. "StatikUolarak nitelendirme, ölçme büyüklügü ile ilgili olup, ölçme metodunu tanimlamaz. Dinamik ölçme, bir büyüklügün ani degerinin ve gerekli oldugunda zamanla degisiminin tespit edilmesidir. Dinamik olarak nitelendirme, ölçme büyüklügü ile ilgili olup, ölçme metodunu tanimlamaz. 2.1.2 Ölçme Metodu Ölçme metodu, genelde belli bir prensibe göre ölçmelerin yapilmasi ile ilgili bir grup teorik ve pratik islemlerdir. Dogrudan ölçme metodu, ölçülerle fonksiyonelolarak ilgili digerbüyüklÜklerin ölçülmesinden ziyade ölçülenin degerinin dogrudan elde edildigi bir Ölçme metodudur. ilgili düzeltmeleri yapmak için, etki büyüklüklerinin degerlerini tespit etmek üzere Ilave ölçmeler yapmak gerekli olsa bile metot, dogrudan ölçme metodu olarak kalmaktadir. Örnek: e Cetvel kullanarak uzunluk ölçülmesi ili Dogrudan okunan voltmetre ile gerilim ölçülmesi ili Ayni kollu terazi ile kütlenin ölçülmesi Dolayh ölçme metodu, ölçülenin degerinin bu büyüklük ile· fonksiyone! olarak ilgili diger büyüklüklerin ölçülmesiyle elde edilen bir ölçme metodudur. o':· • Örnekler: e Bir sivi sütunun yüksekliginin ölçülmesiyle basinç ölçümü El Birdirenç termornetresi yardimiyla isi öl~(ürnü 2.1.3 Ölçme Sistemi Ölçme sistemi, belli bir ölçme ile ilgili tüm bilgi, teçhizat ve islemlerd~r. Örnegin, ölçme prensibi, ölçme usülü, ölçme metodu, etki büyüklügü degerleri ve ölçme normalleri v.b. 2.1.4 Ölçme Sonuçlari Bir ölçmenin sonucu, ölçülenin ölçüm ile elde edilen degeridir. "Bir ölçmenin sonucu" terimi kullanildigi zaman, asagidakilerden herhangisinden bahsedildigi açiklanmaiidir. li Bir ölçü aletinin gösterdigi deger ~ Düzeltilmis sonuç o Düzeltilmemis sonuç ve e gözlemlere dair ortalama deger alinip alinmadigi 27"Bir ölçmenin sonucu" terimine, ölçmenin belirsizligine ve ölçmeyi etkileyen büyüklüklerin degerlerine ait bilgiler de dahildir. Düzeltilmemis sonuç, bir ölçmenin varsayilan sistematik hatalar için düzeltme yapilmadan önceki sonucudur. Ölçü aletinin gösterdigi tek bir deger oldugu takdirde, düzeltilmemis sonuç bu degerin aynisidir. Düzeltilmis sonuç, varsayilan sistematik hatalar göz önüne alinarak düzeltiimemis sonuca düzeltmeler yapildiktan sonra elde edilen bir ölçme sonucudur. 2.1.5 Ölçme Degeri Ölçme degeri, ölçmenin bir ölçü aletiile elde edilen degeridir. Aletin gösterdigi deger, skalada isaretli bulunan birimler dikkate alinmaksizin ölçülenin birimleri ile ifade edilir. Bu degeri elde etmek için skalada görünen degerlerin -bunlara aletin dogrudan gösterdigi deger dogrudan okuma veya skala degeri adi verilir- alet sabiti ile çarpilmasi gerekir. Bir ölçü gereci (normali) için aletin gösterdigi deger onun anma veya isaretlenmis (verilen) degeridir. "Aletin gösterdigi deger" teriminin anlami bazan bir kaydetme cihazinin kaydettiKierini veya bir ölçme sistemi içindeki ölçme sinyalini kapsayacak sekilde genisletilebilir. Ölçmenin dogrulugu, ölçmenin sonucu ile ölçülenin kabul edilen gerçek degeri arasindaki uyusma yakinligidir. Dogruluk terimi için hassasiyet teriminin kullanilmasindan ~açinilmalidir. / __ , __ ,_~_.'.m,_-,__m __ mm', __ ~ // 2.1.6 Ölçmenin Belirsizli~m -m""""""" ) Ölçmenin belirsizligi "m ölçüienin gerçek degerini de içeren degerler araligini karakterize eden bir tahmindiL Ölçmenin belirsizligi genelolarak birçok bileseni kapsar. Bu bilesenlerden bazilari seri ôlçme sonuçlarinin istatistiki dagilim esasina göre tahmin edilebilir ve empirik standard sapmalarla karakterize edilebilr. Diger bilesenlerin tahminleri sadece baslica bilgilere veya tecrübelere dayandirilir. 2.1.7 Ölçme Hatasi Ölçme hatasi, ölçme sonucundan ölçülenin -kabul edilen- gerçek degerinin çikariimasi ile elde edilen bir degerdir. Bu terim, • Aletin gösterdigi deger • Düzeltilmemis sonuç • Düzeltilmis sonuç ile ayni derecede baglantilidir. Ölçme hatasinin bilinen kisimlari uygun düzeltmeler tatbik edilerek telafi edilebilir. Düzeltilmis sonucun hatasi yalnizca bir belirsizlik ile karakterize edilebilir. 282.2 Ölçme Aletleri Ölçme aletlerinin taniminda çesitli terimler kullanilmaktadir. Burada, tercihan kullanilan terimler ait olduklari tanimlanmalan ile gösterilmekted\L 2.2.1 Ölçme Aleti Ölçmealeti, tek basina veya diger bir teçhizat ile birlikte ölçmede kullanilan cihazdir. 2.2.2 Ölçme Gereci Bir' ölçme ~ereci, belli bir büyüklügün bir veya daha fazla bilinen degerini -kullanimi sirasinda sürekli ayni deger olarak göstermek için amaçlanan biraraçtir. Örnekler: li Laserin dalga boyu cl Bir agirlik G Standart bir sinyal jeneratÖri.j . fO Bir hacim ölçüsü (bir veya daha fazla deger için, skala ile veya skalasiz) EI Uzunluk normali 2.2-.3Ölcme J"esisatL __ .,.;,..~,.~~_.~_,~c""","_--CC-7>·"-'-'=-·~-"-'-- - Ölçme tesisati, özel bir ölçme islemini yeri,ne getirmek için biraraya getirilmis tam bir ölçÜ cihazi takimidir. Ölçme tesrsati terimi, daimi olarak yerlestirilmis genellikle büyük tipte ölçme cihazlari için kullanilmaktadir. Örnekler: €i Kazan dairesi aletleri • Akis ölçülmesi için güç devreleri 2.2.A Ölçm~_fÜicir.L -"'--~'_~'~-'----'---=~' . '. ,' ... Ölçme zinciri, giristen çikisa ölçüm sinyal yolu meydana getiren bir ölçme aleti veya sistemin bir dizi elemanidir. Örnek: Bir elektro-akustik ölçme zinciri, bir mikrofon, filitre, yükseltici ve voltmetreden meydana gelir. 2.3 Göstergeli Ölçme Aleti Göstergeli ölçme aleti, ölçülenin degerini veya onunla ilgili bir degeri gösteren ölçü aletidir. e Analog gerilim ölçme aleti (voltmetre) e Dijital gerilim ölçme aleti (voltmetre) e Mikrometre 292.3.2 Kayit Yapan Ölçü Aleti Kayit yapan ölçü aleti, ölçülenin degerini veya onunla ilgili bir degerin (daimi veya aralikli) kaydini saglayan bir ölçü aletidir. Kayit, analog -sürekli veya süreksiz­ veya dijitalolabilir. Birden fazla büyüklügün degeri ayni anda kaydedilebilir. Kayit yapan bir ölçü aleti ayrica bir gösterme cihazi ile birlikte olabilir. Örnekler: • Barograf • Isilisinimli (termo lüminesansll) dozimetre • X-V Kaydedici • Elektrokardiyograf 2.3.2 Analog veya Skalali Ölçü Aleti Analog veya skalali ölçü aleti, gösterilen degerin ve'çikisini ölçülenin degerinin sürekli bir fonksiyonu oldugu bir ölçü aletidir. 2.3.3 Dijital Ölçü Aleti Dijital ölçü aleti, dijitai bir sonuçveya deger saglayan bir öiçü aletidir. Örnek: Dijital voltmetre 2.3.4 Gösterge Tertibati . Gösterge tertibati, bir ölçü aletinde, ölçülenin degerini veya onunla ilgili bir degeri gösteren fonksiyonel bilesenler grubudur. Gösterge tertibati 'terimi, bir ölçme gerecinin etiketi veya ayarlama tertibati için de kullanilabilir. Bu terim, sinyal jeneratöründe oldugu gibi ayarlama göstergeli cihazlari da kapsar. Analog gösterge tertibati analog bir deger, dijital go-sterge tertibati dijital bir deger gösterir. Karma gösterge tertibati olarak, en küçük signifikant kismi interpolasyon yapilabilecek sekilde sürekli degisen bir gösterge veya bir skala ve okuma isareti ilave edilmis bir gösterge tanimlanir. 2.3.5 Kaydetme Tertibati Kaydetme tertibatii bir kaydetme aletinin ölçülen degerini veya onunla ilgili bir degeri kaydeden kismidir. 2.3.6 AIgilayicl Algilayici, bir ölçme aleti veya ölçme zincirinin, ölçülenin dogrudan tatbik edildigi bir elemanidir. Dar kapsamli olarak burada sensor terimi de kullanilabilir. Örnekler: • Termoelektrik bir termometrenin Isli çifti • Bir türbin akis ölçerin rotoru 302.3.7 Skala isareti Skala isareti, bir gösterge tertibati üzerinde bir büyüklügün bir veya daha fazla tarif edilmis degerine karsi gelen bir çizgi veya baska bir isarettir. Dijital veya yari dijital göstergeler için numaralarin kendileri skala isaretleridir. 2.3.8 Gösterge Gösterge, skala isaretlerine göre konumu, gösterilen bir degerin belirlenmesine imkan veren bir tertibatin sabit veya hareket edebilen bir parçasidir. Örnekler: ibre isikli nokta Kaydedici kalemi Sivi seviyesi 2.3.9 Skala Skala, gösterge tertibatinin amaca uygun olarak rakamlanmis bir parçasidir. Skala; iii lineer skala ve fi lineer olmayan skala olarak ikiye ayrilir. 2.3.10 Skala Taksimati Skala taksimati, bir skalanin herhangi -[ki ard arda skala isareti arasinda kalan kismidir. 2.3.11 SkalcfAra!igl Skala araligi, ardarda gelen iki skala isaretine karsi gelen skala degerleri arasindaki farktir. Skala araligi, büyüklügün birimleri dikkate alinmaksizin skalada isaretli birimlerle ifade edilir. Genisletilmis skala, skala ölçme sahasinin bir kisminin skala uzunlugunun genis bir kismini nispetsiz bir sekilde kapsadigi bir skaladir. 2.3.12 Kadran Kadran, bir gösterge tertibatinin skala veya skalalari tasiyan sabit veya hareketli kismidir. 2.3.16 Ölçü Aletinin Sifiri Ölçü aletinin sifiri, ölçü aletinin dogrudan göstergesinin ölçülenin degerinin sifir olmasi durumunda, yardimci güç kaynaklarinin devrede olmasi halinde, ibrenin 31bulundugu noktadir. Ölçü aletinin elektriksel yardimci bir güç kaynagina sahip olmasi halinde bu terim genellikle elektriksel sifir olarak adlandirilir. Alet kullanilmadiginda ve yardimci güç kaynagi kapali oldugunda, çogunlukla mekanik sifir degeri kullanilmaktadir. Mekanik sifir, elektriksel sifira belki uymayabilir. Bazi tür aletlerde mekanik sifir degeri belirsiz olabilir. 2.4 Ölçü Aletlerinin Özellikleri Ölçü aletlerinin özelliklerini tanimlayan terimlerin birçogu ölçme halkasi, ölçme dönüstürücüsü veya ölçme tesisati için de kullanilabilir. 2.4.1 Ölçme Sahasi Ölçme sahasi, herbir skala ölçme sahasinda ölçülenin bir grup degeri için, bir ölçü aletinin, kontrolunun özelolarak yapildigi skala ölçme sahasi dahilinde verdigi degerlerdir. Skala ölçme sahasi, skala üzerinde bulunan degerler dikkate alinmaksizin, ölçülenin birimleriy ve genelolarak alt ve üst Iimitlerle ifade edilir. Örnegin 100cC'den 200°C'akadar. Alt limitin sifir oldugu yerlerde ölçme sahasi çogunlukla üst limitle ifade edilir. Mesela OV'dan 100 V'a kadar olan bir ölçme sahasi 100 V olarak ifade edilir. Anma sahasi, ölçme sahasi veya skala ölçme sahasi gibi farkli anlamlarda kullanildigindan, anma sahasi ölçme sahasi anlaminda kullanilmamamlidir. 2.4.2 Açiklik Açiklik, bir ölçü aletinin ölçme sahasinin iki siniri arasindaki farktir. Örnek: Ölçme sahasi: -10 V'dan +10 V'a kadar Açiklik: 20 V 2.4..3 Duyarlik Duyarlik, bir ölçü aletinin cevabindaki degisikligin uyarida buna tekabül eden degisiklige bölünmesidir. Duyarlik, uyarinin degerine bagli olabilir. 2.4.4 Diskriminasyon Diskriminasyon, bir ölçü aletinin uyari degerindeki küçük degisikliklere karsiirk verme yetenegidir. 2.4.6 Bir Gösterge Tertibatmm Ayirma Gücü - Çözülümü Bir gösterge tertibatinin ayirma gücü - çözülümü, bir gösterge tertibatinin, gösterilen bir büyüklügün yakin degerleri arasinda anlasilacak bir sekilde ayirim yapma derecesinin kantitatif bir ifadesidir. 322.4.5 Histerizis Histerizis, bir ölçü aletinin belli bir uyariya olan cevabmm uyarinin ardarda gelis biçimine ve yönüne bagli olma özelligidir. Histerizis, genelde ölçülenile baglantili olarak mütalaa edilmesine ragmen ayrica etki büyüklükleri ile de bagiantdi oldugu düsünülebilir. Bir ölçme aleti ile ölçme yapilirken herhangibir degere artarak veya azalarak yaklasilmasi durumunda histerezis nedeniyle farkli degerler okunabilir. 2.4.6 Kararlilik Kararlilik, bir ölçü aletinin ölçme teknigi karakteristiklerini sabit tutabilme yetenegidir. Geneliikle, kararlilik zamana göre degerlendirilir. Kararlilik, diger bir büyüklüge göre göz önüne aliniyorsa bu açik bir sekilde belirtilmelidir. 2.4.7 Sürüklenme (Drift) Sürüklenme, bir ölçü aletinin ölçme teknigi karakteristiginin zamanla yavas yavas degisimidir. 2.4.8 Bir Ölçü Aletinin Dogrulugu Bir ölçü aletinin dogrulugu, ölçü aletinin ölçülenin gerçek degerine yaklasan degerleri vermek kabiliyetidir. 2.4.9 Dogruluk Sinifi Dogruluk sinifi, ölçme aletlerinin sapmalarinin, tespit edilmis sinirlar dahilinde kalmalarini saglamak amaciyla öngörülen ölçme teknigi taleplerini, yerine getiren ölçme aletlerininin bir sinifidir. Dogruluk sinifi, genellikle anlasma ile kabul edilms ve smif endeksi adi verilen bir sayi veya sembolle gösterilir. 2.5 Boyut Muayenesi ve Boyut Ölçme Aletleri Boyutsal ölçülerin tanimlanmasinda bugün kullanilan "metrik" ve "inç" ölçü sistemleri 1960 yilinda Ölçüler ve Agirliklar kongresinde metrenin tanimlanmasiyla ortaya konmustur. Metre; Kripton 86 gazinin yaymis oldugu isik dalga boyunun 1650763,73 kati olarak tanimlanmistir. Amerikan standartlar derneginin teklifi üzerine (1933 de); 1 inç = 25,4 mm 1 yarda = 0,9144 m olarak belirlenmistir. Üretimin uygunlugunu saglamak ve parçalari arzu edilen tolerans sinirlari içerisinde tutabilmek için ölçümün dogru bir sekilde yapilmasi gerekmektedir. Üretilen parçalardaki boyutsal ölçülerin dogrulugunu degerlendirebilmek için asagidaki esaslar gözönünde bulunduruimalidir. e Ölçme tamligi e Ölçülen boyutun ölçme cihazindaki konumu "Tamilk" kavrami genel bir bilgidir ve standart ölçü aletleriyle kontrol edilen boyutun daha önceden belirlenen degerde oldugunun onaylanmasidir. 33Üretilen parça üzerindeki ölçülen boyutun yerlesim konumu ölçü alma ve uygulama bakimindan ölçme islemini etkilemektedir. Buna bagli olarak çesitli hatalar yapilabilir. Onun için ölçülen boyutun yerlesim konumu, hatalari en aza indirecek sekilde seçilmelidir. Hatalari en aza indirmek ve arzu edilen tamlik derecesine ulasabilmek için, seçilen ölçü aletinin hassasiyeti ve uygu/ama metodu da gözönünde bulundurulmalidir. 2.5.1 BOYUTLARiN ÖLÇÜLMESi Boyutsal DüyüklÜklerin ölçülmesinde genellikle asagidaki üç ölçme metodundanbiri uygulanir. • Direkt (dogrudan) ölçme metodu • Endirekt (mukayeseli) Ölçme metodu • Direkt (dogrudan) kontrollü ölçme metodu a) Direkt (dogrudanJ-ö1çme metodu: BölüntiilÜbir cetvel, bir kumpas veya mikrometre gibi bir ölçme aletiyle verilenboyutu ölçebiliyorsak buna direkt ölçme denir ve ölçü degerini ölçme aleti üzerinden okuyabjliriz. Bu islernde el becerisi ve görme ha~sasiyeti önem tasir. Cetvelin parça üzerindeki yerlesim konumu ve ölçü okumada bakis açisi kadar önem tasimaktadir. b) Endirekt (mukayeseli) Ölçme metodu: Endirekt (mukayeseli) ölçme metodu genellikle çok küçük boyutlarin ölçülmesinde kullanilir. Bu metodla dogrudan parçanin boyutu ölçülemez. Ancak üzerinde veya içerisinde bölüntü çizgileri bulunan optikli, elektrikli vb. Ölçü aleti kullanilarak ölçül~ç~k boy_utun büyüklügü, ölçü aletinin bölüntü hassasiyetinebagli ,olarak mukayese edilerek bulunur. Seri üretimde, çok sayida parçanin kontrolünde endirekt ölçme metodu -kuilanilir \,fe parçanin ölçü büyüklügü farki, kullanilan ölçü aletinden okunur. Üretilen parça boyutuna uygun sabit bir sehpa üzerinme tespit edilen komparatör altindan geçiriterek kontrol edilen parçalar, endirekt olarak ölçülmektedir. c) Direkt kontrol/u ölçme metodu: Bu uygulamada ölçülecek parça boyutuyla, büyüklügü daha önceden bilinen ölçü degeri dogrudan mukayese ~dilir. Bu islem için sabit veya ayarlanabilen mastarlar kullawlir ...Üretimi .y~pilan parçaya ait anma ölçüsünün alt ve üst ölç8sinirlannL içerisine alan bumastarlarla gerçek ölçünün degeri tespit edilemez. Ancak parçanin anma ölçüsü sinirlariiçerisinde. olup olmadigi kontro! edilir. Bu ölçme isleminde kontrol afeti parça üzerine veya içerisine geçiyorsa GEÇER veya geçmiyorsa GEÇMEZ olmaK üzere min. ve max. ölçü limitlerini göstermektedir. Ancak ölçü büyüklügünün veya küçüklügünün miktari ölçülemez. Ölçme isleminin hassasiyeti, birbiri ile monte edilecek parçalarin ölçülmesi sadece tek tek parçalarin boyutsal muayenesinin yapilmasi gibi farkli taleplere uygun ölçme alet ve yönteminin belirlenmesi gereklidir. Bu sartlari yerine getiren bir dizi göstergeli ölçme aleti boyut muayenelerinde fonksiyon prensibi, ulasilabilecek ölçme belirsizligi ve kullanim korayl/gi yönüyle farklilik gösteririler. 2.5.2 ÖLÇÜ ALETLERi • Taksimatsiz (bölüntüsüz) ölçü aletleri cl Taksimatli (çizgi bölüntülü) ölçü aletleri 341) Basit Taksimatsiz (bölüntüsüz) ölçü aletleri Dogrudan ölçüIemeyen iç ve dis çaplarin mukayeseli olarak ölçülmesinde veya kontrol edilmesinde kullanilan ölçü aletlerindendir. a) Yay baskili basit iç ved/~ çap ölçD aletleri Degisik biçim ve boyutlarda yapilan yay baskili basit iç ve dis çap ölçü aletleri ile, iç çap, dis çap, kanal genisligi vb. Ölçü alma ve kontrol islemleri yapilir. Ölçme islemi mukayeseli olarak yapilir. \'. Sekil 2.2 Yay baskili ölçü aletleri (Bagci, M., Eriskin, Y., "Ölçme Bilgisi ve Kontrol", 2004) b) Sürtünmeli kayma hareketlibasit iç ve dis çap ölçü aletleri Sürtünmeli kayma hareketli basit iç ve dis çap ölçü aletlerinde mafsal baglantisi çok siki veya çok gevsek olmayacak .sekilde monte edilmistir. Bu gruba, iç ve dis çap ölçü aletleri, çizecekli iç ve dis çap ölçü a!etleri, pergeller ve çubuklu pergeller girer. (Fiber contali, kontra somun baglantili, merkezden matsal baglantili) 2) Taksimatli (bölüntülü) ölçü aletleri Basit taksimatli ölçü aletleri grubuna cetveller, üniversal gönyeler ve kumpaslar girmektedir. Çizgi bölüntülü basit ölçüaletlerinden en çok kullanilanlari düz çubuk metreler, katlanabilir metreler, çelik ve tahta cetvellerle, serit metrelerdir. 3) Verniyer bölünWlü ölçü aletleri Yemiyer bölüntülü ölçü aletleri, kullanma yeri ve özelliklerine göre degisik tip ve boyutlarda yapilmislardir. Bu ölçü aletlerinin okuma hassasiyetleri 0,1, 0,05, 0,02 ve 0,01 mm arasinda degismektedir. Okuma hassasiyetleri (0,1-0,01) mm'ye kadar olan vemiyer bölçüntülü ölçü aletlerini asagidaki sekilde siralayabiliriz. @ iç çap ve dis .çap kumpasiari LO Derinlik kumpasiari e Özel kumpaslar e Modül kumpaslan @ Mihengirler (yükseklik ölçü aletleri) 3S2.5.2.1 Sürmeli Kumpas Makina imalatinda en yaygin olarak kullanilan ölçme aleti sürmeli kumpastir. Genelolarak 0,5 mm altinda hassas ölçümler için çogu kez sürmeli kumpaslar kullanilir. Bu tür ölçme aletleri, sabit cetvel bölümüyle cetvel üzerinde kaydirilmak suretiyle hareket ettirilen verniye kismindan olusur. Derinlik ölçme yüzeyleri Hareketli çene Dis,ölçme Sekil 2.3: Sürmeli kumpas Verniye, kumpasin herhangibir taksimatli cetvelin kesirlerini okumak için cetvelle birlikte kullanilan yardimci bir cetveldir. Bu yardimci cetveller 1/10, 1/20 veya 1/50 bölümlü olmak üzere farkli bölmelere sahiptirler. En yaygin olarak kullanilanlar 10 bölçmeli olan verniyeli kumpasiardir. iIiOluk verniye sisteminde 9 birimlik (genelde 9 mm) bir uzunluk 10 esit parçaya bölünür. Verniyenin O çizgi~i ile cetvel kisminin Oçizgisi birbiri üzerinde çakistiginda, verniyenin 10.__ çizgisi cetvelin 9~çizgisi ile çakisir. Bu taksimat kumpasin 0,1 mm çözülümde ölçme islemi yapmasina imkan saglar. Sekil 2.4: Dairesel skalali sürmeli kumpas 361/20 ve 1/50 bölümlü verniye sistemlerinde cetvel üzerindeki 19 bölme 20 esit veya 49 bölme 50 esit parçaya bölünür. Ölçme uzunluguna göre (50 mm - 500 mm) azami izin verilen hata degeri skala bölmesinin türüne göre 20 \Jm ile 30 \-im arasindadir. ---- -.. -- --- ---- -r' iç ölçme örnek: delik çap! ! i ',-'---'- -...--.- --.- _.-- -.-.. Dis ölçme Dis ölçme, örnek Mil çap ölçümü iç ölçme Örnek: Yuvarlak ölçme yüzeyi Basamak mesafesi ölçümü Derinlik ölçme Sekil 2.5: Sürmeli kumpas ile boyut ölçümü Elektronik ölçme sistemlerinin (kapasitif veya induktif) sürmeli ..kumpasiarda uygulanmasi dijital display ile okuma kolayligi saglamasi bakimindan Ölçme islemlerinde diger kumpasiara nazaran daha çok tercih edilir hale gelmeye baslamistir(Sekil 2.5, 2.6) Sekil 2.6: Dijital kumpas 37Sekil 2.7: Dijital displayli sÜrmeli kumpas 2.5.2.2 Mikrometreler Mekanik kumandali vida-somun sistemine göre çalisan, dönme hareketini dogrusal harekete çevirerek ölçme ve kontrol islemlerinin gerçeklestirildigi alettir. Sonum $c:ibit,. vida hareketlidir. Vida bilinen bir hatveye sahiptir ve bu hatve sayesinde uzunluklar ölçülebWr. Vida 1mm ya da O,5mm hatvelidir. Yani vida tam bir tur attiginda hareketli agizin ilerleme mesafesi 1mm ya da O,5mm olmaktadir. Mikrometrelerinuç kisminda bulunan circir vidasi sabit bir ölçme baskisi uygulamak için kullanilir. Bu baski kuvveti (0,25-1 kg) arasindad1r. Sabit agiz tornavida yardimiyla hareket ettirilerek vidanin O çizgisi ile verniyerin O çizgisi çakishrilarak k.apbr(3syonyapilabilir. Ölçme hassasiyetleri 1/1ÜÖmm v'e 1/1000mm ve 1/1000" ve 1/10000" dir. Yüksek hassasiyet, kalibrasyon imkani, isi ektisini engellemek gibi özellikleriyle kumpastan Üstünlük gösterirler . . ,.,.)... o------j~ Sürtünmeli hareket vidasi Sekil 2.8 Mikrometre (GENCELi, Osman F., "Ölçme Teknigi", Birsen Yayinevi, 2005) 1) DiS çap mikrometreleri DiS çap veya kalinliklarin ölçülmesinde veya kontrol edilmesinde, kanal derinliklerinin, boru et kahnhklannin, sac levha kalinliklarinin (düsey konumlu okuma hassasiyetii) vb. ölçü kontrollerinde en çok kullanilan mikrometrelerin herbirinin üzerinde ölçme kapasiteleri yazilmistir, (0-25) gibi. 38Dis çap mikrometrelerinin ölçme kapasiteleri (0-25), (25-50), (50-75), (200- 225)mm, (300-400), (400-500)mm arasindadir. 2) iç çap mikrometreleri iç çap mikrometrelerinin ölçme kapasiteleri 25mm den baslamak üzere, (25-50), (50- 75), (225-250) mm arasindadir. e Kumpas mikrometre • Tüp biçimli iç çap mikrometresi G Üç ayakli iç çap mikrometresi: iç çapi 11mm'den 100mrn'ye olan 0,5" 'den 4" 'e kadar olan deliklerin ölçülmesinde veya kontrol edilmesindekullanilir. Okuma hassasiyetleri 0,005mm'dir. Sekil 2.9 iç çap mikrometreleri 2.5.3. Mastarlama Parça boyutlarinin, geometrik biçimlerinin bazen de parça yüzey kalitesinin kontrolunde kullanilan, genelolarak boyutlari standart ölçülerle sabitlestiritmis kontrol aletlerine mastar, yapilan kontrolislemine de mastarlama denir. Modern, ekonomik ve seri imalatin en önemli sartlarindan birisi, üretilen makina parçalarinin degistirilebilirlik özelligine sahip olmalaridir. Bu özellige sahip olan üretim tarzilarinda üretilen parçalar ve gruplarinin birbirlerinden bagimsiz olarak üretilmeleri ve bu süreçten sonra da ilave islemler yapilmaksizin, birbirlerineait olan parçalann monte edilmeleri saglanmaktadir (Durakbasa, 1998). Bu üretim tarzinin problemsiz olarak gerçeklestirilebilmesi ise, ancak üretim yöntemi ve parçalariçin belirli düzenlemeler ve sartlarin olusturulmalari ile mümkün olabilmektedir. Bu sartlarin, üretilen parça veya makinalarin fonksiyonlarini tam olarak yapmalari bakimindan, yerine getirilmelerinin izlenmesi ve kontrolu, ölçme teknigi veya üretim ölçme teknigi cihazlari, metodlari ve yöntemleri tarafindan gerçeklestirilmektedir. Bir ürünün sahip oldugu özelliklerin talepleri ve kalite gereksinimlerini saglayip saglayamadigini tayin etmek muayene fonksiyonunun ana amaçlarindandir. Mastar!ar özellikle seri üretim ünitelerinde sagladiklari hizli muayene olanak/ari ile büyük ekonomik faydalar kazandirmakta ve bu nedenle çok sik ku/lanilmaktadirlar. Sabit ölçü mastar/an: Mastarlar tek ölçülü ve çift ölçülü olmak üzere iki çeside ayri/irlar. Çift ölçülü olanlarda ölçülerden biri, tolerans sisteminde parçaya izin verilen en büyük ölçüde, digeri ise izin verilen en küçük ölçüde yapilmistir. imal edilmis bir parçanin, belirlenen 39iki ölçü arasinda olup olmadigi kontrol edilir. Çift ölçülü mastarlar iki agiz ihtiva ederler, agizlardan biri iyi taraf (parçaya geçen/giren) digeride iskarta taraf (parçaya geçmeyen/girmeyen) adini alir. Sabit ölçülü kontrol mastartan belirli bir ölçüdeki bir parçanin kontrolunu hizli ve güvenilir bir sekilde yapar. Kontrol yüzey/erinin asinarak hassasiyetini kaybetmemeleri için mastarlar, gerilim giderme tavlamasi uygulanmis sert çenklerden imal edilirler. Sabit ölçü mastarlarini; • Mil kontrol mastarlari • Delik kontrol mastarlan • Özel kontrol mastarlan • Esas ana mastarlar olarak 4 grupta incelemek münikündür. a) MiL.: KONTROLMASTARLARI - ÇA TALMASTARLAR Mil kontrol mastarlarinda (dis ölçüler için olan mastarlar), iyi taraf ölçüsü parça en büyük ölçüsünde ve Jskarta taraf ise parça en küçük ölçüsünde olur. iyi taraf mile geçip, iskarta taraf geçmiyorsa; "mil istenilen tolerans limitleri dahilinde imal edilmistir" denir. iyi taraf kendi agirligi ile mHden geçmelidir.iskarta tarafi kirmizi renkle belirtilir. Sekil 2.10 Çift tarafli mil kontrol mastarlari Sekil 2.11 Tek tarafli mil kontrol mastarlan 40Sekil 2.12 Bagalar mHkontrolünde kullanilir b) DEliK KONTROL MASTARlARI-- TAMPON MASTARLAR Delikkontrol mastarlarinda (iç ölçüler için olan mastarlar), iyi taraf ölçüsü parça en kÜçük ölçÜsünde ve iskarta taraf ise parça en büyük ölçüsünde olur. iyi taraf delige girip, iskarta taraf girmiyarsa; "delik istenilen tolerans limitleri dahilinde imal edilmistir" denir .. iyi taraf kendi agirljgi ile deHge girmelidir. iskarta tarafi kirmiZi renkle belirtilir. Sekil 2.13. Tampon mastarlar c) ÖZEL KONTROL MASTARLARi Vida, konik, aralik, vida hatvesi ve yançap ölçümÜ ve kontrolü gibi özel gayeler için kullanilirlar. Vida mastarlan ve konik mastarlar geçer-geçmez prensibine göre kontröl yaparken, aralik, vida hatvesi dis taragi ve yariçap kontrol mastarlari ölçülecek parçaya temas ettirilerek isigin .sizma prensibine göre yapilir. Hassasiyetle fazla degildir, kullanan elemanin deneyimi ile artmaktadir. Sekil 2.14 Vida kontrol mastari 41Sekil 2.15 Aralik mastar takimi dj ESAS ANA MASTARLAR Diger ölçü aletlerinin ve kontrol masrarlarinin imalatinde, kontrolunda ve kalibrasyonunda kullanilirlar. Hata miktarlari çok küçük olup, toleransiar; 20mm ye kadar olanlarda +/- 0,0001 mm, 20-50 mm arasinda +/- 0,0002mm, 50-75 mm arasinda +/- 0,0003mm, 75-100 mm arasinda +/- 0,0004mm dir. En çok kulianiianlari "Johansson Mastarlari"dir. Dikdörtgen prizmasi biçimindedirler. Sekil 2.16 Esas ana mastarlar Degisik ölçüdeki iki mastarin yüzeyleri bir güderi ile temizlendikten sonra karsikarsiya getirilir ise birbirlerine yapisirlar. Parçalarin birbirlerini tutma kuvveti islenmis yüzeylerdeki molekülleraras\ çekim kuvveti ile saglanir. Bu sekilde birkaç parça biraraya getirilerek istenen degerdeki hassas ölçü elde edilebilir. Kutular içerisinde, 30'luk, 64, 87, 96, 111, 122 ...parçalik olup, parçalar birbirlerine eklenerek kapasiteleri dahilinde her ölçüyü temin ederler. (Bagci, M., Eriskin, Y., "Ölçme Bilgisi ve Kontrol", 2004) 423. Bölüm Hata Türleri ve Analizi ve Kalibrasyon 433.1. Hata Türleri ve Degerlendirme Gerçek hayatta hiçbir ölçüm, dolayisiyla hiçbir fiziki deger mutlak degildir. 'Hiçbir fiziki deger'in mutlak olmamasiçok önemli bir sonuçtur. Bu bize, teorik hesaplamalar yaparken bile hata analizinden kaçamayacagimizi gösterir. Dolayisiyla hedef, bir fiziki degeri ölçerken, gerçek degeri bilinmedigi halde ölçümdeki hata payini saptamak olacaktir. Bunun için bazi kavramlarin taniminin daha iyi yapilmasi gerekir: Bir fiziki degerin mükerrer ölçümü sonucu elde edilen ölçü de~erleri arasinda farkliliklar oldugu görülür. Gerçeklestirilen her ölçünün sonucunun ayni olmasi olanaksizdir. Bu farkli sonuçlarin ortaya çikmasinda farkli nedenler vardir. Bunlar, ölçme aletinin yetersizligi, operatörden kaynaklanan kullanim hatalari, ölçme sonuçlarinin belirlenmesinde uygun olmayan degerlendirme yÖntemlerinin kullanilmasi gibi nedenler olabilir. Ölçü hatasi, ölçülen boyut ile gerçek boyut arasindaki cebirsel fark olarak tanimlanir. 3.2. Hata türleri Hatalar sekil 3.1 de görüldügü gibi siniflandirilir. Ölçme hatalari Kaba hatalar "'::":.":',. Belirlenebilen sistematik hatalar Sistematik hatalar Belirlenemeyen sistematik hatalar Rasgele hatalar' Ölçme neticesinde bulunmaz Sekil 3.1: Hatalarin siniflandirilmasi Ölçme neticesf' ile birlikte ölçme· belirsizligi olarak verilir Kaba hatalar genellikle dikkatsizlikten dogan hatalardir. Bu tür hatalar gereken itinanin gösterilmesi ve önlemlerin alinmasiyla olusmasi önlenir veya zamaninda ortaya çikarilabilir ve düzeltilirler. Çogunlukla büyük çapta hata olduklarindan ilk bakista kaba hata oiarak teshis ediiirier ve ait oldugu ölçme degeri degerlendirmeye alinmaz. 44istatistiksel metotlarla hatanin kaba hata mi yoksa rasgele hata mi oldugu yeterince güvence ilebelirlenir. Sistematik hatalar veya düzenli hatalar ayni ölçme kosullarinda (ayni ölçme aleti, ayni ölçme yeri, ayni çevre kosullari) ayni büyüklükte ve ayni yönde meydana gelen hatalardir. Bu tür hatalarin nedenleri tür ve büyüklük olarak belirlenebilen cinstendir. Doiayisiyla bu tür hatalar temelde belirlenebilir/er ve neticede degerlendirilirler. Gerçek hata degerinin belirlenmesi, birçok hata kaynaginin bir arada etkili olmasi buna karsin büyüklük olarak biribirlerinden ayird edilmemeleri nedeniyle herzaman mümkün olmayabiiir. Buna gör:e sistematik hatalar, belirlenebilen- taninan ve belirlenemeyen - taninmayan sistematik hatalar olarak iki gruba ayrilirlar. Serit metrenin taksimat hatasi, ölçme dokunma kuvveti etkisi (ölçme aletinin veya ölçüien cisimin egilmesi), sicaklik degisimi ile ölçme aleti ve ölçülen objenin uzunluk farki sistematik hatalara örnek teskil ederler. Sistematik hatalar _(sebeplere dayanarak hesap yolyla belirlenmemis ise) ancak ölçme kosullarinin degismesi ile belirlenirler. Kaba hatalarda oldugu gibi ölçüleri tekrarlayarak ortaya çikarmak mümkün olmaz. Hatali bir ölçü aleti ile yapilan bir ölçü tekrarlandiginda daima ayni sekilde hatali olarak ölçülecek ve birbirini takip eden ölçüler arasinda hatayi gösterecek bir fark bulunmayacaktir. Tekrar edilen bir ölçme isleminde yalnizca bilinmeyen hataya sebep olan komponent dogrudan etkilendigi takdirde bir sonuca ulasmak mümkün olabilir. Nedenlerin türÜne göre su ayirim yapilir; @ Alet hatalari e Standard (etalan) hatalari ~. Ölçme ve agirlik kuvveti etkisi @. Çevre etkisi e Hata yayilimi etkisi: indirek ölçmelerde aranan büyüklük bir çok ölçmenin neticesinin hesaplanmasiyla eldeedilir. Ölçme neticeleri birer birer sistematik hata barindirdiklarindan sonucun sistematik hatasi olusur. Bu sistematik hata dogrusal fonksiyonlarda yayilma kurali ile hesaplanir. Sistematik hata, ayni deneysel kosuiiar altinda, parça üzerinde bir konumda yapilan, bir boyutun bir -ölçme serisi içinde, ölçme sonucunda elde edilen degerlerin ortalamasi ile gerçek boyut arasindaki cebirsel farktrr. Rasgele hatalar, belirsiz bir sekilde degisir ve giderilemez. Bunun ortaya koydugu ölçme kararsizligi, ayni serinin ölçümü için, ileride belirtilen ve bu hatalardan ileri gelen dagilim standard sapmasi ile gösterilir. Rasgele hata, ayni deneysel kosullar altinda, parçanin üzerinde bir konumda yapilan, bir ölçme serisi içinde, yalniz bir ölçme ile elde ediien degerler ortalamasi arasindaki cebirsel fark olarak tanimianir. 4S3.3 Ölçme islemi Hata Kaynaklari Ölçme islemleri mutlaka hata barindirirlar. O hata ile ölçme yapmak imkansizdir. Ölçme isleminin sartlari belirlenir ve hata payi bilinerek, kabul edilerek, ölçme islemi gerçeklestirilir. Ölçü aletinden meydana gelen hata/ar; ölçme çeneleri, kayit ve kizaklari asinmis ölçü aleti, hiçbir zaman ölçümü yapilan parçanin gerçek degerini gösteremez. Ayrica ölçü aletinin yapimi sirasinda ve periyodik kalibrasyonlarinin dogru yapilmamasindan da hatalar meydana gelmektedir. Olçü konumundan meydana ge/en hata/ar; ölçü aletinin parça üzerindeki konumuna uygun olarak yerlestirilemeyisinden meydana gelen hatalardir. Bu tür hatalar boyutsal ölçülerde veaçilarin ölçümünde sik sik meydana gelir. Sekil 3.2. Yanlis yerlesim Çevre etkilerinden meydana gelen hata/ar; ölçme isleminin gerçeklestirildigi yerdeki sarsinti, nem, basinç, standartlara uygun olmayanisi degisimlerinden dolayi meydanagelen hatalardir. Sicaklik farkindan dogabilecek hata büyüklÜgü asagidaki formülle bulunabilir. til = l[ai (ti - 20) - ai (ti - 20J] (i.im) i =nominal ölçü Üim), ai =ölçü aletinin % uzama miktari, ai =ölçülen parçanin % uzama miktari, ti =ölçü aletinin sicakligi (oC), ti = ölçülen parçanin sicakligi (oC) Amaca uygun olmayan ölçü aleti ve onun özelliklerinden meydana gelen hata/ar; çarpilmis, ölçme yüzeyi bozulmus veya asinmis ölçü aletlerinin ve birbirlerine uymayan standart mastarlarla blok setlerinden dolayi meydana gelen hatalardir. 46Ölçme alanmdaki baski kuvvetinden meydana gelen hata/ar; ölçülen parça yüzeyinde ve ölçme aleti ucunda meydana gelebilecek sekil degisimine sebep olan ölçme alanindaki baski kuvveti ölçme hatasini meydana getirir. Düz yüzeyli parçalarin küresel uçlu ölçü aletiyle ölçülmesinde, sekil degisimine sebep olan baski kuvvetinden dolayi temas noktasinda meydana gelen hata asagidaki formülle bulunabilir. ,[P2 f1b = O,43kV7 (i-im) P = baskikuvveti (N), r =ölçme ucu kavis yariçapi (mm), k =ölçme ucu malzemesis için sabit katsayi (k çelik = 1,00, k tungsten-karbit = 0,81) Baski kuvveti mikrometrede -250 gr., profilometrede -1 Ogr.'dir. Yanlts okuma hatalan; ölçme islenimi yapan operatörün uygun olmayan bakis açisi veya ölçüyü gösteren çizgilerin çakisma noktasina dik olarak bakamayisindan meydana gelen hatalardir. Hatanin büyüklügü operatörün bilgi, beceri ve bakis gücüne bagli olarak degisi f, o K B L\ . / R \ i R / \~ \ i / \ i / \ i / \ i / 1\ ib / \1 i lif M R s Sekil 3.3. Yanis okuma KM mesafesini ölçmek için Ob yi okumak gerekir. Bu da cetvele B noktasindan bakarsak saglanabilir. Para/faxe hatasi: tüm göstergeli ölçme alet/erin de ortaya çikabilir. Operatör ska/aya dik istikamette bakmadigi takdirde 1. derece hata olusur. Hata z S tanj3 z S -13 Ölçme islemi hatalannt neden-sonuç diyagrammda göstermek istersek; 47Yükleme Asinma Uc Boyutu Tarayiciigne Biçim Sifir Noktasi is Parçasi Yazilim ". Konumlandirma ~F"'cl'~"'\~' .. ~. Sek' Do!li~ .• ~asl.Se'" Do~ost.ir.m e Düzlem "" 1-'1' •• parametreTanim~."_ .. '._ Ref .. erans T iZlik~ i Olçm. e .. em . '\. '-- M> - . -. - - - Hatalari Çözünürlük Hassasiyet izleme Hatasi Fillreleme ,­ Sürtünme '-, / ~haz Donanimi Çevre ),~ i Hava BasinclT Nem / Mekanik Titresimler ~ Mekanik Titresimler Elektronik Gürültü Sekil 3.4 Tarayici igne uçle bir ölçme cihazi ile ölçme isleminde olasi hatalar 3.4 Temel kavramlar Dogruluk: Bir fiziksel özelligin ölçümünde gerçek deger ile ölçme aletinin gösterdigi deger arasindaki fark olarak tanimlanir. dogruluk (accuraey) ;::gözlemin 'gerçekdegere' yakinligi Kesinlik: Bir ölçme aletinin ayni bir fiziksel büyüklüge ait tekrarlanan çesitli ölçme islemleri sirasinda ayni degeri verebilme özelligidir. kesinlik (precision);::gözlemin ne kadar iyi yapildigi (ayni zamanda tekrarlanabilirligin de ölçüsü) Kesinlikle yapilan ama dogruluktan uzak bir ölçüm yapmaya çalismak bosuna -enerji kaybidir.Örnegin çok h~s~~~ ,~ir. cetvel ile bir uzunlugu belli ölçüde kesinlikle ölçüyoruz; ama cetvelin ayari bozuk."Yani, örnegin 1 cm. olmasi gereken aralik 1.2 cm. O zaman bu ölçüm ise yarar bir sonuç vermeyecektir. Ayni sekilde, ayari dogru bir cetvel ile, bir ölçme deneyi beili ölçüde kesinlikle gerçeklestirilemiyebilir. Yani belirsizlik fazla olursa, bu da pek makbul bir ölçüm sayilmaz. Kesinlik Dogruluk Kesinlik ve Dogruluk Sekil 3:5 Kesinlik ve dogruluk 48Hata derecesi, bir ölçme büyüklügünün hatasi ile hata nedeni arasinda matematiksel bir baglanti varsa ve bu baglanti matematikselolarak çabuk konverge olan bir diLi ile ifade ediliyorsa, bu dizinin en Küçük ögesi hatanin derecesini belirtir. Yüksek kuvvetli ögeler, mevcut olmasina karsin, ~ nin sarti ile çok küçük bir degeri olmasi nedeniyle göz ardi edilir. Buna göre ölçme islemlerinde daima yerine getirilmesi gereken ölçme tekniginin temel prensibine göre; Ölçme düzenekleri 1. derece hata olusumunu önleyeceksekilde ölçmalidir. Bu prensip ABBE prensibinin uygulanmasi iie yerine getirilir. 3.4.1 ABBE Prensibi ABBE Prensibi, Enist Abbe tarafindan formule edilen prensip komparatör prensibi olarak da aniiir: Hl..Ina göre, ölçülecek cisim ile ölçme sistemi veya ölçme skalasi ölçme istikametinde ayni dogrultuda olmalidir. Vemiyeli kumpasiarda ABBE Prensibi: Kumpasiarda hareketli çenenin az miktarda ~ açisi kadar esas cetvel üzerindeki hareketi esnasinda oynamasi sürgü hareketinin gerçeklestirilmesi ve belli bir kuvvetle ölçülen cisim üzerine kuvvet tatbik edilmesi için mevcuttur. Bu oynama kumpasta 1. derece hataolusmasina yol açar. Hata = yanlis - dogru = E' - E = E - S tan p - E = - S tan ~ 13 2 5 tan f3 = j3 + - fJ + - j3 + . 3 5 tan 13 :::::: 13, eger 13<1"<' Hata :::::: = - S 13 = f1 1. derece hata- Buna göre kumpasta ABBE prensibi geçerli degildir. 49E ri 2 1,- . f ,- !!11""1'.·- .' .. H L\]!; . - 1 : __ . \ \ \ - \ . .\ .~\ ' \ Sekil 3.6 : Kumpasta 1. derece hata Mikrometrede ABBE Prensibi: . p , , f'< >j J '~. . _ ~._._---....;.~. ~ -. H ~- :::::::-:-. 'T .:x ~~--- Sekil 3.7 : Mikrometrede 2. derece hata, ABBE prensibine uygun H I d ~ E' E E-i( 1 J ata = yan iS - ogru = - = ---E =E---1 cos j3 L cos fJ 1 fJ2 /32 --=1+-+ ..... ~1+- cos/3 2 2 Hata;:::; E(1 + ~ -IJ = E ~ = /i-. 221/ eger 13<1 2. derece hata 50~1~ ~: Sekil 3.8 : ABBE prensibine uygun 2. derecehata Abbe'ye göre Komparatör Bu tür komparatör Abbe tarafindan tasarlanmistir. Normalin ~ açisi kadar bir egimi komparatörde 2. derece hata olusmasina yol açar. Yukarda oldugu gibi: Hata = yanlis - dogru = EL- E = ~ - E = E(_1_ -1J ~ E /32 cas /3 cas /3 2 : / i' " .' J:}:~:; 3--~ ,~: ~, \ 1/" """".,:,~", / / " ,0/ / ' : ' d / / ' /111 : -t"-. JW 7 "'-... ' '" ' ... "'-.. ' ,1"'-'-- " Sekil 3.9 : Komparatörde ABBE prensibine uygun 2. derece hata siAbbe prensibine uygun olan ve olmayan sistemler sunlardir. uygun Uygun degil Mikrometre Kumpas Derinlik ölçme kumpasi Takim tezgahlari ölçme ssstemieri Komparatör Çok koordinatli ölçme sistemleri Hassas ölçme saati Abbe uzunluk ölçer . 3.4.2 Çevre etkileri Çevre etkilerinin belirlenmesi genellikle zordur. Bununla beraber interferometrik ölçümlerde ve sicaklik etkisi hariç degerlendirmeye alinmazlar. Çevre etkenleri sunlardir; • Sicaklik • Aydinlatma • Titresim • Havada toz miktari • Hava basinci • Hava nemliligi • Elektriksel gerilim veya frekans degisimleri ~. 5 Hata Yayilimi Indirek ölçmelerde aranan büyÜkiük bir çok ölçmenin neticesinden hesaplanir. y = Z (X1 i X2 i X3 .... ) Ölçme neticeleri birer birer sistematik hata barindirdiklarindan neticede sistematik hata L'.\Xj ve ölçme belirsizligi Uxi olusur. Ölçme neticesine olan hata etkisi sistematik hatalar için bir dogrusal hata yayilimi fonksiyonuna göre parsiyel diferansiyel Be total diferansiyel olarak hesaplanir. .9y .9y /).1) = -!ix + -. -!ix + ... '.J' 8.x J 8.x 2 1 2 Ölçme büyüklüklerinin ölçme belirsizliginin neticeye etki eden hata yayiiiminda ise baska bir yol takip edilir. Burada Gauss hata yayilimi kurali geçerlidir. 52Uy, Y = Y(X1,X2 , X3) neticesinde barinan belirsizliktir. Su baglantilar geçerlidir: Uy = ±JU;xi 2 +U;x/ + .V,/ ..... '\ 3.6 Kalibrasyon) Kalibrasyon,birÖlçme aletinde okunan deger ile ölçme büyüklügü arasindaki bagintinin saptanmasi islemidir. Kalibrasyon, ölçme büyüklügü bilinen bir ölçme normali ile karsilastirma yoluyla yapilir. Ölçme, muayene ve kontrol ekipmanlarininkalibrasyonu ve kontrolü ile imalat esnasinda yapilan ölçümlerin uygunlugu ~üvence altina alinmis olur. Bu güvencenin sürekliligi ise söy konusu ekipmanlarin düzenli ve özlenebilir kalibrasyonu ile saglanir. Kalibrasyonun amaci kuilanilan cihaz veya ekipmanin gerçek degere oranJa ne kadar hata yaptiginin belirlenmesi ve dökümante Bdilmesidir. Sonuçta bulunan hata miktari göz önüne alinarak dogru deger elde edilir. ISO 10012standarta göre kalibrasyon ' - ~~'sart-Iar -a~IHnmi;-bir ölçme aleti veya cihazinin gösterdigi degerler veya bir malzeme ölçümü veya referans malzemenin gösterdigi degerler arasindaki iliskinin kuruldugu operasyonlar serisidir. 534.Böiüm Toleransiar, Alistirmalar i Alistirma Toleranslan IISOAlistirma Sistemi i S41. TOLERANSLANDIRMA - ISLEME HASSASIYETLERI Toleranslandmna, 1800'lü yillarin sonlarinda degistirilebilme özelligine sahip olan parçalarin bir ihtiyaci olarak ortaya çikmistir. Özellikle beraber çalisacak parçalarin montaj edilebilmeleri is parçalari toleransiari küçüldükçe daha zor hale gelmistir. Bir is parçaS1 dizayn edilirken, tasamnei onu ideal, mükemmel bir nesne gibi hayal etmektedir. Tasarimeiya göre tüm boyutlar ve geometri herhangi bir geometrik hatadan uzak ayni zama.l1dayüzeylerde kusursuzdur. Fakat imalat operasyonu sirasinda, mükemmeliyetten uzak, gerçek is parçalari yaratilmaktadir. Sekli deforme olmus, boyutlar tasarimci tarafindan hayal edilenden çok farkli ve yüzeyler pürüzlüdür. Eger birden fazla is parçasi ayni tekriik dokümana göre imal edilirse her biri birbirinden farklilik göstermektedir. Parçalarin teknik resimlerinde, boyutlarin tek bir ölçü ile belirlenememesi halinde, iki limit ölçüyü içermesi gerekmektedir (Tükel, 1982). Dolayisiyla, bu limit ölçmerden birisi alabilecegi en büyük, digeriise en küçük ölçüyü ifade etmektedir. imalattan sonra parçanin bitmis ölçüsünün bu iki deger arasinda kalmasi temel kosuldur. Bu iki lImit deger arasindaki [arka da tolerans denmektedir. Buna göre tolerans; T=B-K olmaktadir. B: Üst sinir K: Alt sinir (a) CD (b) ~_B T i K (c) Sekil a ilim veya iç parça b Delik veya dis parça c Tolerans Imalatlanndan sonra is parçalari birbirlerine montaj edilmektedirler. Montaj prosesi de ideal degildir ve yine ilave hatalar meydana gelebilmektedir. imalat hatalari eger geregi gibi kontrol edilebiliyorsa, ürün kabul edilebilir olarak addedilmektedir. Is parçasi geometrisini veya bazi 55is parçalarinin montaj islemlerini hesaba katarak olusturulan talepler, büyüklük, boyut, geometrik tolerans ve yüzeyin geometrik uygunluklarini da içine alarak GPS (GMÖ) olarak bilinmektedir. Geometrik mamul özellikleri ISO (Uluslararasi Standartlar Organizasyonu) tarafindan standardize edilmistir. Standartlarin genel içerigi; • Boyutsal Toleransiari • Geometrik Toleranslar (Sekil ve konumtoleransiari) • Yüzey Doku Toleranslan 1. Boyutsal Toleransiar: Boyut toleransiari bir elemanin geometrik ideal boyutundan kabul edilir sapmalarinin sinirlarini tayin eder. 2. Geometrik ToleratrSlar (Sekil ve konum toleransiari) Sekil toleransiari bir elemanin geometrik ideal seklinden kabul edilir sapmalannin sinirlarini tayin eder. Bu toleranslar, elemanin içinde bulunmasi gereken -eleman genelde herhangi bir sekle sahip olabilir- tolerans kusagini belirler. Sekil toleranslarinin referanslari genellikle ·sekil elemanlaridir. Konuin Toleranslan istikamet (yön), yer ve kosma (salgi) toleransiari olarak üç ana gruba ayrilir. Konum toleransiari iki veya daha fazla elemanin birbirleri ..arasindaki geometrik ideal konumdan, kabul edilir sapmalari sinirlar. Bu elemanlardan en az bir -tanesi referans elemani olarak belirlenir. 3. Yüzey Doku Toleranslari Güiiümüzde bir is parçasinin yüzey dokusu da en az boyutsal ve sekilsel toleranslar kadar önem arz etmektedir. Herhangi bir yüzeyin geometrik sekli "yüzey dokusu" olarak tanimlanmaktadir. Bir yüzey, genelolarak doku, pürüzlülük, dalgalanma ve sekil hatasi seklinde tanimlanan karakteristiklerden meydana gelmektedir. Is parçasi yüzey kalitesini degerlendirmek için, önceden tespit edilmis yüzey pürüzlülük degerlerinden sapmalarini belirlemek yüzey dokusu ölçme isleminin amacidir. 56Boyutsal Tolerans GMÖ Geometrik Tolerans Sekil Yüzey Doku Toleransi Pürüzlülük Isleme hassasiyetine etkiedelJjaJsHlrler: Konum Dalgalihk Talasli imalat tüm imalat yöntemleri için bitirme islemi olarak kullanildigindan talasli imalatin etkilerine bakmak gerelGnektedir. a) Takim tezzahindan kaynaklanan hatalar Takim boyutlari küçüldükçe parçaya kazandirabilecegimiz islem hassasiyetleri artmaktadir. 1) Bosluk; yatakla mil arasindaki, iki disli arasindaki mecburen birakilan bosluklar. 2) Tezgahin zaman içerisinde asinmasi 3) Tezgahin yeteri kadar rijit olmamasi (kuvvet etkisi altinda sekil degistirmemeli) b) Tutturma tertibatindan kaynaklanan hatalar; Ayna ekseni ile silindirik parça ekseni çakismali, llijit1ik olmali, asinmalardan meydana gelen hatalar olabilir. e) Takimdan kaynaklanan hatalar; kazanilmis geometri asinabilir, sap kismi rijit olmayabilir, takim yanlis yerlestirilebiliL dj Cevre etkileri; sicaklik (hava, tezgah, takim parça sürtünmesi (720oC) Tüm bu nedenlerden dolayi imalatin O hata ile gerçeklesmesi mümkün olamamaktadir. Sonuçta ölçme cihazlari da imal edildiklerine göre ölçme islemini de O hata ile gerçeklestirmek mümkün degildir. Önemli olan "ölçme belirsiz1igi"ni bilmek ve ona göre ölçme islemi sonunda gerekli düzeltmeleri yapmaktir. 572. ALisTiRMA SISTEMLERI Ortam tezgah sicakliklari Takim parça sürtiinmesi Takim geometrisinin bozulmasi Operatörün etkileri vs. yüzünden, islem sartlarini sabit tutamadigimiz için toleransli islernek zorundayiz. Modem imalat tekniklerinin kullanildigi üretim tarzlarinda konstrüktörlerden, toleransiann gereksinimlere göre ve olanaklar ölçüsünde büyük, ayni zamanda çalisma kosullarina uygun olacak yeter degerde seçimi beklenmektedir. Bu tolerans degerlerinin belirlenmesinde de tabii bir parçanin tek basina durumu degil, tersine beraber çalisacak iki parçanin birlikte çalisma durumu çok önemlidir. Isletme kosullan saglanmis ve belirli bir durumda beraber çalisacak iki parçaiiin olusturacagi topluluga da alistirma adi verilir. Söz konusu kosullu çalismalara bir düzenleme getirmek amaciyla, gelismis endüstrilere sahip ülkelerde olusturulan çesitli sistemlere alistirma sistemleri adi verilmistir. Bunlar da, Uluslararasi Standartlar Organizasyonu ISO esas alinarak hazirlanmistir. ISO tolerans sisteminin esaslari; • ISO 1 nolu standarda göre Iab.ortami (ölçme ortami) 20°C olmalidir. • Degisik çaplarda mil ve deliklere ait tolerans degerleri standardize edilmistir. Tablo 3.1 Dcilisik canlarlla deiik "'C riiillcrd dei>:erl • Çap Delikler Millcr H6 H7 BS e7 e8 f6 f7 bS h6 li7 i6 m6 p6 6-10 +9 +15 +22 -25 -25 -13 -13 O O O +7 +15 +24 O O O --40 -47 -22 -28 .(j -9 -J 5 -2 +6 +15 10-18 +11 +18 t27 -32 -32 -16 -16 O O O +8 +18 +29 O O O -50 -59 -27 -34 -8 -Il -ll! -3 +7 +]8 18-30 +13 +21 +)3 -40 -40 -20 -20 O O O +9 +21 +305 O O O .(jl -73 -33 -41 -9 -13 -21 -4 +8 +22 30-50 +16 +25 +39 -50 -50 -25 -25 O o O HI +25 +42 O O O -75 -89 -41 -50 -I] -16 -25 -5 +9 +26 50-80 +19 +30 ·+46 -60 -60 -30 -30 o O O +12 +30 +5] O o o -90 -106 -49 -60 -13 -19 -30 -7 +Il +32 Örnegin; .020 h7 ölçüsündeki bir teknik resim parçasi; nominal ölçüsü 20mm olan bir mildir ve 7.tolerans kalitesine sahiptir. Tablodan, bu milin tolerans sinirlari O ile -2lflm degerlerindedir. 5811l Normal mil sistemi ve normal d-eliksistemi esas kabuI edilir. '" Tolerans degerleri normaI ölçü ve isIem kalitesi- arttikça artar. Tolerans Kaliteleri: Imalat sanayinde i6 adet toIerans kalitesi vardir. En hassas kalite 1 olup, ana mastarlann imalat kalitesini simgeler. En kaba kalitede 16 olup, haddelerne, döküm ve dövme imalatindaki toleransIarda kullanilir. 1 den 16 ya dogru gIttikçe tol,erans degerleri artar, hata pay] büyür, imalatin kalitesi kabaIasiT. S9Ilm +300i U A DELIKLFJI -i/GO +50- o :-50 .;~/OO '-150 ":200 -250 -JOO! n • Ölçü farklan (üst-alt) ve tolerans alaiÜanmn nonna} Ôlçüye göre durumu; Tolerans alanlanmn normal ölçüden geçen O çizgisine göre durumu (tolerans alanlarinin konumu) deliklerde alfabenIn büyük harfleri ile, millerde ise alfabenin küçük harfleri ile belirtilir. Deliklerde H konumu tam O çizgisinin üzerinde ve alt ölçü farki O'dir. Millerde ise h konumu Oçizgisinin altinda ve üst ölçü farki O'dir. Deliklerde A'dan H'ye kadar olan bölge hareketli geçme bölgesi, H'den Z'ye kadar olan bölge hareketsiz geçme bölgesidir. Millerde a'dan h'ye kadar olan bölge hareketli geçme bölgesi, h'den z'ye kadar olan bölge hareketsiz geçme bölgesidir. Ayin sekilde deliklerde l' den Z'ye kadar olan bölge toleranslarm üst ölçü farklari, Millerde, j'den z'ye kadar olan bölge toleransiarin alt ölçü farklaridir. Ayni normal ölçü gruplari için birbirine esittir. J ve j harfleriyle gösterilen tolerans alanlari O çizgisi üzerinde olup, bu dogruya göre yaklasik simetriktir. (GENCELI, Osman F., "Ölçme Teknigi", Birsen Yayinevi, 2005) 605.Bölüm Makro ve Mikro Geometri Ölçümleri 611. Giris: Parçalann sekil hatalari, yüzeylerinin makro yada mikrogeometri analizlerinin yapilmalarina göre standardlarda ve bilimsel literatürde, farkli derecelerde sekil sapmalari olarak aralarinda aynlmaktadirlar. Hemen hemen bütün pratik uygulamalarda kisa dalga boylu geometrik sapmalarin 3 ve daha yüksek dereceli olanlari birarada yüzey pürüzlülügü olarak kabul edilir ve uluslararasi standardlarda tespit edilen parametreler bazinda degerlendirilirler. Yüzey pürüzlülügü disinda parçalann sekil ve konum sapmalarinin ölçülmelerinde de yaygin olarak çok koordinatli ölçme teknigi kullanimi hatalar arasindaki bagintilarla ilgili bilgilerin derinl esmesini saglamistir. 2. Mikro ve Makro Geometri Kavramlari: Yüzeylerde bugün artik gerek mikrogeometri ve gerekse makrogeometri tabirIeri pek kullanilmamaktadir. Ancak iki terim arasindaki farklarinda ne sekilde belirtilecegi üzerinde henüz ortak bir anlasmaya varilamamistir. Kisa açiklamalarla bu kavramlarin anlami belirtilecektir. n ,.. ""r /";/.1~· Makrogeometri; Esas itibanyla yukanda sözü edilen esaslardan da anlasilacagi gibi 'y't..c. ~yüzeYleri~ni kapsayacak etüd ve degerlendirmeler makrogeometrik konulardir. '-""""'0> ,.. ,_ .. '"',.:._..•. "_"";,. __ '_..•"._..::.,~_~_ ,'.>.,-.; •.<'-,'-,',-, ... ,. c·:'<···_.· •.,-,-c·_·.·:,. ".:,,_.,_ .. ," ",. Mikrogeometrinin toplam olarak m2~.~-!~~i~~~ durum makrogeometri olacaktir. Buna =-= göre lliy'ill:lflk"J:tv.al,.,silindirik"konivb. terimI eri makrogeomet:rik ül- Farkli makinalarda boyut, biçim, konum Bir referans sisteminde bir set-up kul/anarak boyut, toleranslarinin ve sapmalarin ayri ayri belirlenmesi biçim, konum toleranslarinin ve sapmalarin ~_:=''''''''=''''=~'''.=.-c.\"'''''-'''='''''''."",~._.'.'~; belirlenmesi - Çizelge 1. Konvansiyonel metroloji - Koordinat metrolojisi 5. Nanometrik seviyede yüzeykontrolü Üretim teknolojisindeki gelismeler günümüzde, submikrometre ve subnanometre mertebelerindeki yüzey pürüzlülügÜTIü öngören teknik parçalann üretimine olanak talllmaktadif. Bu tür yüzeylerin mikro strokturlari subnannietre düzeyinde, Atom tünel mikroskobu (AFM) ve elektron mikroskoplan gibi çihazlar yardimiyla ölçülebilmektedir (Osaniia ve Durakbasa; 1998) . AFM ile taranmis örnek yüzey Yillar içinde ölçme cihazlarinda kaydedilen gelismeler daha hassas yüzeylere ulasabilmeyi saglamistir. 75YIL Ölçme Ohaz/ari 2000 1980 1960 1940 1900 0.1 iim 0.1 mm~- Kumpas -1tO~A- ': -u-Lu-~--uM-e-k~~~ '"7.4, i _-1--_ i .. -- '<-/~--t-- i i Komparatar -- •••.. V«("A- i i i '~: i i i i ..,.. "'- • Lmn_t_m __ Optik .' ---~ u: __ ~m:-:""-.. i K=pörn'" _m_ 0.01 mm\.--~~, _m ''''' .. ~ : : ~~~-- ----uElektro;;ik~u ~~ ~-S(~'--~--T-: Kampara.tor ____ n'!~ ~--- ; i i _n~'!~r:i~~.izlu u i,m r <>1", ' __ • __ uc öi"", ~ u~_ i-nn i Lazer . --------~ ---: i~: Cihazlan _u i • i ;uu---u-u--n---.:etli ·1 L . --- i~ ynksek HassaSi, • u------1-- ·~i u ÖlçmeCihazlan ____ nn n_ :: : Lazer _ --- i i _ : :. _. i~ .... SEM STM AF~ u .- - .t_T u~--- _ ----I- . i i : i ULASlLABILEN HASSASIYET Yüzeyölçme hassasiyetleri 766. Bölüm Diger Boyutsal ve Fiziksel Ölçümler 781. AÇi ÖL~~ELE~ Bölünlüsüz açi gönyesi; 30,45,90,120 gibi sabit açi1i gönyeler, Basit bölüntü[ü açi gönyeleri; hassasiyeti 1° olan geometrik biçimli parçalann açilarinin ölçü ve kontrolünde kullanilir. Verniyer bölüniülü açi gönyeleri; Bu gönyelerIe geometrik sekillerin açilan 5' ve 2' hassasiyetle ölçülebilir. Bu ölçme hassasiyeti vemiyer bölüntüsüyle elde edilmektedir. 1/10 luk vemiyerde; 9° alinmis 10'a bölünmüstür. VemiyerdelO taksimat vardir. 1/12Iik vemiyerde;ll ° alininis, l2'ye bölünmüstür. Vemiyerde12 taksimat vardir. 1/30 luk vemiyerde 29° alinmis, 30'a, bölünmüstür. Yemiyerde 30 taksimat vardir. 1/60 lik vemiyerde 59° alinmis, 60'a bölünmüstür. Yemiyerde 60 taksimat bulunur. (GENCELI, Osman F., "Ölçme Teknigi", Birsen Yayinevi, 2005) 79Sekil: Universal açi ölçer 2. ALAN ÖLÇÜMÜ Grafik ve sayisal yöntemler ile de alan hesaplan gerçeklestirilebilir. Planimetre ile alan ölçümü: Planimetre alan ölçülmesinde kullanilan mekanik bir alettir. Sekil de gösterildigi gibi B noktasindan mafsalli iki kol ve bu kollardan birinin üzerinde dönebilen ölçekli bir tekerlekten ibarettir. Sistemin O ucu belirli bir noktada sabiHestirildikten sonra, T ucu alani ölçü1mek istenen yüzeyin çevresi etrafinda belirli bir yönde döndürüiür. T ucu sekli tam olarak çevrildiginde BT kolu üzerindeki W tekerlegi de belirli bir miktar döner. Bu tekerlek üzerindeki dönme miktan yardimiyla ölçülmek istenen alan bulunabilir. 80Planimetre ile alan ölçümü Alan ölçümünde kullanilan planimetre Planimetre ile ölçmede süpürü1en alanin bulunusu Planimetre ile ölçme prensibini açik1ayabi1mek için yukandaki sekilde görüldügü gibi, planimetrenin hareketli ucu ölçülecek alan çevresi üzerindeki T noktasindan T" noktasina ilerlesin. Bu durumda OBT kolu OB'T" sekline geldiginden, süpürülen alanlar: 81013B'alam (11~)Rfdrp BB 'TT çi/emi (Rcosl!i:ti/»k fJ'rr'altirii ( il 2).L2f1(j d!acaktir."Sunla,J:'m.~()pla.mi ise eki~ edilir. Bu esnada tekerlegin aldigi yol iis .:;=WW' +W' WJl'F' Re()sfl·.d(J+·a,dB .olarak yazdabilir.···Aiatl"'eyoliil1.ayri~yriintegraUeri A·= .~.R2fd?+R4f~?sP.~~.*.~Il!dfJ s =RJcosi3.ii~+q seklindedir. Ikincidenklem, bitincitb.~y~ri:· A :;=[O/2)L2 -aLJfd~tLff.+( J /2)R2Idi/; bulunur. O sabit noktasi ölçülen alanin disinda ise fde ve fd~ degerleri = aesittir. A=Ls ( O noktasi alan disinda) = sabit noktasi ölçülen alanin içinde ise Jd e ve Jdçb degerleri 2n olacagindan, bu dlLrumda ölçülen alan; A = Ls + (R2 + L2 - 2aL);r (O noktasi alan içinde) elde edilir. R,L,a degerleri ile tekerlegin dönmesi ile süpürülen s yolu belli olunca yukandaki baglantilardan, çevresinde dolasilan alanlar kolayca bulunabilir. (GENCELI, Osman F., "Ölçme Teknigi", Birsen Yayinevi, 2005) 82Sekil: Dijital planimetre Sekil: Tekerlek1i dijital planimetre 83BASINÇ ÖLÇÜMLERI Basinç bir alana tatbik edilen 1 N/ml == 1 Pa 100000 Pa == 1 bar 1 hPa == 100 Pa == 1/1000 bar == 1 mbar 1 psi == 0,0689 b-ar F Basinç ölçümlerine nerede ihtiyaç duyariz ? • Basinç kontrollü cihazlarda (ie motorlar, türbin, v.b.) • Pnömatik veya hidrolik mekanik elemanlarda • Biyomedikal uygulamalarda (Kan basinci ölçümü, Basinçlandinlmis odalarda) • Atmosferik sartlar (hava tahmini, irtifa) • Akis orani veya hizin ölçümünde - dolayli etki • Oksijen tüpüyle daIma sirasinda • Boru ve köse akislannda kayiplann belirlenmesinde - eneiji etkinligi 84STANDART BASiNÇ: D/FERENS/YAl BASiNÇ: ATMOSFERIK öiÇOMlER ATMOSFERIK BASiNÇ Patm Sekil: Mutlak basinç, standart basinç, diferensiyal basinç 3.1. MEKANIKBASiNÇ ÖLÇÜM CIHAZLARI Mekanik elemanlar basinç ölçümünün en basit olanlaridir. içlerine koyulan uygun sivilarin yüksekliklerinin ölçülmesi ile dogrudan dogruya istenen basinç veya basinç farklari bulunabilir. ilk önce U tipi manometreyi inceleyecek olursak U seklinde kivnlmis cam veya plastik gibi seffaf bir boru içine yaklasik orta seviyelerine kadar uygun bir akiskan koyulur. Bu manometrenin bir kolu ölçülmek istenen basinç, p, uygulansin. Diger ucu ise atmosfere açik olsun, pa. Manometre kollarindaki sivi yükseklikleri farkli seviyelerde dengede kalir. Bu seviyeler arasindaki toplam fark li, basinci ileten akiskan yogunlugu pf, manometrede kullanilan sivinin yogunlugu pm ve yerçekimi ivmesi g ise, iki koldaki basinçlarin dengesi için: Pa + ghPm = P+ ghPI P-Pa = gh(Pm-Pf) 85U tipi manometrede h yüksekligi çiplak gözle ±2 mm hassasiyetle ölçülebilir.Manometrede çogunlukla saf su, alkol ve civa kullanilir. Bu akiskanlann yogunluklan tablolardan %0.005 hassasiyetle elde edilebilir. Görüldügü gibi, manometre sivisinin yogunlugunun sonuç üzerindeki hataya katkisi çok azdir. Hassasiyetin arttmlmasi için okumanin çok dikkatli yapilmasi gerekir. Aynca, basinci aktaran baglanti tüpünün de uzunlugu çok fazla olmamalidir. Akiskan p=O * p i ~ 4 ~ ..•••. J E4 .i ..... ~L Li L3 H3Jl IIH ..;,i, r 1 U tipi h.1:ariometre Kuyu tipli manometreler de ayni prensip le çalismaktadir. Kuyu, cam boru üzerindeki sifir isaretli kisima kadar manometre sivisi ile doldurulur. Ölçme yapilirken büyük basinç kuyu tarafina, düsük basinç ise boru tarafina baglanir. Kuyudaki hacim azalmasi, borudaki hacim artmasina esit olacaktir. Tüpün üst kisimi doymus civa buhan içermektedir. Buradaki basinç atmosfer basincina göre oldukça küçüktür. Bu durumda ölçülen h yüksekliginden atmosfer basinci hesaplanabilir. Atmosfer basinci 1 atmosfer ve 86sicaklik 20 OC iken barometresivisi civaise, li yüksekligi 760 mm.olacaktif:Atmds'fer3 basinci artarsa, skalanin baslangiçnoktasi ile civanm seviyesi çakismayataktir:"· Bu .. nedenle, bir mekanizma ile civa seviyesinin her zaman skalamn baslangfçinagetirlmesl' gerekir. Kuyu tipi manometreler sekildeki gibi düzenlenirse "barQmetr'&" olarak isimlendirilir '. 3.2. ELASTIK ELEMANLAR ILE BASiNÇ ÖLÇÜMÜ 3.2.1. Bourdan Tüpü Basinç Ölçüm Cihazi Bourdon tüpü sivi bulundunnayan bir basinç ölçme cihazidir. Genelde ucuz sekilde statik basinç ölçümü ihtiyaci söz konusu olan uygulamalarda kullanilir. Elastik elemanin basinç altinda sekil degisiminden faydalanilmaktadir. Bourdon tüpü çogunlukla eliptik kesitli C seklindeki bir borudan ibarettir. Borunun bir ucu sabit diger De!onn.as}'(}n durumu Orijin.al· dumm fP BÖlJrdOn tu be ucu bostadir. Bu bomya basinç uygulandiginda elastik bir sekil degisimi meydana gelir. Borunun bos ucunun degisimi yay ve disli mekanizmalarla dönme olarak ibreye iletilir. Basinç ile dönme arasindaki iliski lineer olmalidir ve bu da cihazm kalitesini göstermektedir. Bourdon tüpü 1000 MPa gibi yüksek basinçlara kadar kullanilabilir. Böyle durumlarda tüp kalinliginin arttmlmasi gerekir. Ölçüm yapilan referans basins: genellikle atmosfer basincidir. Mutlak basinci ölçen Bourdon tüpleri de yapilmistir. 79Strain gagemonte:;edilerek:elastikdeforinasYdll~' ölçümÜ· ile basinç belirlenebiH?:':v Hassasiyeti veçözünürlügÜ bagil olarak:zayiftir. Hata Orani: • Birçok uygulama:içinyeterlidegildir. AvantajIan: • Tasinabilirdir. • Su terazi si ile yataylama gereksinimi yoktur. Dezavantajlari: • Statik ölçümlerle sinirlidir. 3.2.2. Diyafram Ölçüm Cihazi Birçok basinç ölçme uygulamalannda oldugu gibi, diyafram ve körük kuvvet etkisi altinda sekil degisimine ugrar ve bu sekil degisiminden faydalanarak basinç ölçülür. Bu elemanlar çelik veya bronz metalik olabildikleri gibi, petrol ve yaga karsi dirençli lastik veya özel plastiklerden de yapilabilir. +11> 1 Diyal'taiii] ,r"'C:'s-=== ~.) ii):-"", i L. Sekilde gösterildigi gibi hazne içine yerlestirilmis olan diyaframin bir yüzü p 1 basincina, diger yüzü ise p2 basincina maruz kalmaktadir. Bu basinçlar arasindaki fark diya:framin sekil degisimine neden olur. Düz diya:framdaki sekil degisimi, diyafram kalinliginin 1/3 degerinden az oldugunda, sehim miktan basinç ile yaklasik olarak dogru orantilidir. Sehim miktan birkaç degisik sekilde ölçülebilir: 1-Bagli bir strain gage( uzama teli) ile 80.2-:-L,in,e.e.r •..degisimli diferansiyel;KI~ AL­ YONU~ All Basinç Yüzeyi DETAY A t O sf Asagidaki resimde imal edilmis muhtelif çaplarda orifis plakalar görülmektedir. Bu plakalar üzerine iç ve dis çap ile kullanilan malzeme ve akiskanin aktigi hatti açiklayan No' da yazilir. Orifis plakasi bir hatta iki flans arasina monte edildiginde likitin giris yeri yüksek basinçta çikis yeri ise daha düsük basinçtadir. Bu basinç farki içinden geçen likitin oraniyla degisecektir. Bu oran dogrusalolmayip logaritmik davranis gösterir, basinç farkinin daha baslarinda likit geçisi neredeyse iki kat artar. 89cl 1 1 i i ~ mm" plakasi OrIfis Plate'nin Hatta Montaji : Orifis Plate sekilde görüldügü gibi hatta monte edilir. Boru ikiye ayrilarak iki adet flans kaynatilir. Flanslar arasina orifis yerlestirilir. Iki adet grafit conta konarak yüksek basinçlarda kenarlardan likit sizmasi önlenir. Son olarak saplamalar karsidan karsiya iki flans deliklerinden geçirilerek, somunla sikilarak boru hatti birlestirilir. ...~ " Saplama Orms Plate'nin Elektronik Fark Basinç Transmiterine Baglanmasi: Orifis plate, boru hatti üzerinde flanslar arasina yerlestirildikten soma, flanslann üzerindeki deliklere YZ inclik karbon celigi borular baglanarak ölçümü yapilacak olan Transinitere baglanir. Bu borunun yüksek basinçli çikisi transmiterin Hi yazan tarafina, düsük basinçli tarafi ise Lo yazili tarafla birlestirilir. 90Bom Hattiiia Monte Edilmis: Orifis rlerin aym seviyede . olm~larini sagl~ym' / Flansfiu _~J Elektronik indikatör Burada kullanilan Manifold Transmiterin sifir ayanni yapmak veya bakim için devreden sökülmesinde buhardan izole edilmesi gibi pek çok vazife görür. Transmiter two wire denilen baglanti yöntemiyle yani hem 24 Vdc besleme hemde proses degiskenlerini akim eklinde iletecek Standart 4 - 20 mA akimi bu iki kablo vasitasiyla panelde montaj li bulunan bir indikatöre ya da kontrolöre deger gönderir. Operatör okudugu degere göre isterse Loop üzerinde bulunan Pnomatik Kontrol Vanasini açtinp veya kapatarak debi geçisini degistirebilir. Bu islemi Manuel yapabilecegi gibi Kontrolöre bir set degeri yazarak boru içindeki çikisin bu set etrafinda sa1inmasini otomatige baglayabilir yani islemleri Kontrolöre birakabilir. 9110 inçlik bir boruya Flans kaynatip Orifis montaj i hazirlayan bir kaynakçi görülmektedir. 6. SEVIYE ÖLÇÜMÜ: Endüstride su ve benzeri yogunlugu 0,8 kg/m3 ve yukari olan likitlerin dolduruldugu tanklarda seviye ölçümünün dogru ve güvenilir cihazlarla yapilmasi hem tanklarda tasmayi, hem de tehlikeli likitlerin, ana prosese yanlislikla karismasimn önler. Seviye ölçümlerinin dogru yapilmasi, ünite operatörüne asagidaki islemler hakkinda bilgi saglar; 1. Tanktaki sivi miktarim hacim ya da kütle olarak ögrenmek, 2. Likit seviyesini belirli seviyede tutarak, bir yere sabit debide ürün göndermek, 3. Birbirine karismayan iki likit fazi varsa ana fazi koruyarak, diger islem görmüs fazi tahliye ederek bir yerde depolamak Seviye ölçüm teknikleri içinde likitin yapisi, temiz, yapiskan olmasi ya da devamli gazlasan tipte olmasina göre degisik yöntemler gelistirilmistir. Her yöntemin üstün taraflari vardir. Ancak ölçümleri sinirlayan parametreler her cihazm her yerde kullammini engellemektedir. Mekanikselolarak seviye ölçülmesi: Samandira (sekil_ölçü teknigi kitabindan _177) Kullamlan diger ölçüm yöntemlerini söyle siralayabiliriz. i Fark basincina göre seviye ölçümü, Differential Pressme Level Measure 2 Yer degistirme tip ölçümler, Displacement Type Level Measure 3 Kaldirma kuvvetini esas alan samandirali tip ölçümler, Buoyancy Type Level Measure 4 U1trasonik seviye ölçümleri 5 Cam ve boru tip seviye ölçümleri Ölçüm tiplerinin hepsinde farkli metodlar kullanilmaktadir. 92i i i i , i f i Ölcü/ecek se,,:;ye AraiJ~ ~ , , i ~ i i ! Maksimum SEWwe MimUffurn seviye Burada en çok kullanilan ve yapimi en kolayolan fark basincina göre seviye,ölçÜmü yani Differential Pressure Level 'e deginilecektir. Seviyesini ölçecegimiz yukandaki sekildekine benzer bir tank olsun. Tank kapali ya da atmosfere açik olabilir. Tankin içine dolan sivi seviyesi yükseldikçe tabana artan miktarda basinç uygulamaya baslar. Teorik olarak tanktaki sivinin seviyesi yükselirken, dibine yapacagi basinç, yerçekiminden dolayi olusan likitin kütlesinin tan1un alt yüzeyine uyguladigi kuvvet diyebiliriz. P : Sivimn tabana yaptigi basinç, kg/cm2 F: Sivinin kütlesinin tabana uyguladigi kuvvet A: Tankin dip alani ise Sivinin Tankin dibine uyguladigi basinç ; P=F/ AdiL Bu basincin genel formülüdür. Burada tank dibine uygulanan kuvvetin hesaplanmasi gerekir. m: kütle, özgül agirlik x suyun hacmi: px V dir. V : Hacim, taban alam x su yüksekligi A x h dir. F : Suyun kütlesinin dibe uyguladigi kuvvet m x g dir. (g, 9,8 kg.mls2, yerçekimi ivmesidir ve sabit oldugu için hesaplamalardan çikanlmistir. Bu nedenle elde edilen basinç birimi kg/m2 yi SI birimi Paskal'a (kg/ms2) çevirmek için g ile çarpmakgerekir.) Bu esitligi formülde yerine koyarsak, P = F / A = m / A = px V / A = px (A x h ) / A = px li bulunur. 93.'Buradan basinçiçin asagidakiesimk çikar, iP==Rt~~lr, '.' B.ut~4a,;p:-gvinil1 yogunlugu .. li :slvtil1ntanic'içindeki yüksekligidir. ,-'-",-,., -.-. örii~&ii1.si.Jiil1iz~uise ve tankin içini 8 metre doldurmus ise Tankin ...•. yaptigfbasinç; ......•. P, :pxh=rgi-/cm3 x 800 cm :800 gr i cm2 0,8 kg / cm2 basinç yapar. 1 kg/cm2 basinç 0,8 kg/cm2 basinç 10000 nunH20 ise X X : 8000 mm R20 su basincidiL Elektronik Fark Basinç Transmiteri: Proseslerde hem seviye hem de akis hizi ölçümünde kullanilir.Ölçme olarak fark basinci parametresini kullandigi için kullanim alani genistir. Fark Basinç Ölçüm Transmiteri "High Pressure" ve "Law Pressme" diye iki girise sahiptir.Yüksek basinç, High koluna, düsük basinç ise Law koluna baglanir. Içindeki diyafram tip sensör vasitasiyla kollanna uygulanan iki basinç arasindaki farki alir. P : Phigh - P law Bir su dolu tankta, dip, basincin en yüksek oldugu "High Pressure" yeridir. Likitin üst kismi, basincin az oldugu ya da buharlasmadan dolayi bir miktar basincin oldugu yer ise "Law Pressme" tarafi diye adlandinlir. •• mm EI-ektriik besl-eme $lifisi -4.~ .Highpt~$Sirr~i~~üt .1l2"NPT L<>w preSSlife hiput .112" !iPT Elektronik Fi.UKBnsmç inmsmrfterl 94Maksimum ge~iye Elektronik Basinç Transmitteribir .. tanka. sekilde görüldügü gibi monte ediIir.Bir indikatöre sinyalini göndererek tank içindeki seviye degisimi izlenebilir.Burada görüldügü gibi Yüksy~b';ls~nt~ankm içindeki suyun dibe yaptigi basinca esittir. öiçilecek SeviVe Anib!)' i i i i i i i i i ! Minumum $eiiiye 7. Yogunluk Ölçümü Piknometre Metodu Yogunluk, belirli bir sicaklikta bir maddenin birim hacminin kütlesidir. Yogunlugun ölçülmesi genellikle iki gayeye hizmet eder. Bunlar kütlesel debi ile iki madde kansiminda kansim oranlanmn tesbitidir. En basit yogunluk tesbit yolu "üç tarti" metodudur. Tarti sirasi; kati maddenin tck basma tartilmasi:m (kg)·. bir ölçü kabma belli bir miktar sivi konularak tartilmasi: Ms (kg) bu siviya kati madde ilave edilerek tartilmasi: Mk (kg) Bu üç ölçüden kati maddenin yogunlugu; 95m Ms-Mk+mPs Ps = sivinin yogunlugu Pk = kati maddenin yogunlugu Sivilann yogunlugu ölçülürken; 1. En basit metod hacmi ve agirligi belli bir kaba ölçü sivisinin doldurolup tartilmasidiL 2. Kaldirma hareketi prensibi; Bunun için ölçüleri tam tesbit edilmis kati madde havada ve 14°C sicakliktaki su ile ölçü sivisi içinde ayn ayri tartiya tabi tutulur. Bu tarti islemleri neticesinde elde edilen kütlelere göre ölçü sivisinin yogunlugu su formülle tesbit edilir. PS MH-M S MH -M Psu su Ps =ölçü sivisinin yogunlugu MH =kati maddenin havadaki kütlesi Ms =kati maddenin sividaki kütlesi Msu=kati maddenin sudaki kütlesi Psu =suyun yogunlugu Kaynak: Özgür, D., "Ölçü Teknigi", Yildiz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, 1982. 8. Viskozite Tayini: Kinematik viskozite, bir akiskanin yer çekimi etkisi altinda akmaya karsi gösterdigi dirençtiL Belirli bir hidrostatik kolon basinci altinda yer çekimi ile akis için, bir sivinin kolon basinci yogunlugu p ile orantilidiL Herhangi bir viskozimetre için, belirli bir hacimdeki sivinin akis süresi, sivinin kinematik viskozitesi D ile dogrudan orantilidir. ll, dinamik viskozite katsayisi olmak üzere kinematik viskozite; 11/ P dUL 96·Dinamik Viskozite;birsiviya uygulanan kayma geiilmesi ..ile sivirl1:i1;J<;el)5ffia arasindaki orandir. Dinamik viskazIte, bazen dinamik viskozite kat sayisi aJaxpk veya sadece viskozite Qlarak adlandinlir. Bu sebeple, dinamik viskozite, hirslYV1iP.aJPJ)):tya veya defonnasyona karsi direncinin bir ölçüsüdür. Dinamik viskozite terimi, kayma gerilmesi ve kayma hizininzamanlasifri.izpidal olarak . degistigi frekansa bagimli bir özellik anlaminda da kullanilabilir. Bu standard, belirli bir hacimdeki sivinin kalibre edilmis cambir kapilervisküzimetreden yerçekimi etkisiyle akmasi için geçen sürenin ölçülmesiyle saydam ve opak petrol Ürünlerinin kinematik viskozitelerinin (D) tayinini kapsar. Dinamik viskozite 11, ölçülen kinematik viskazItenin sivi yogunlugu ile çarpilmasiyla elde edilebilir. VISKozIMETRE Viskozimetre, kinematik vIskoziteyi verilen kesinlik sinirlan dahilinde ölçmeye uygun, kalibre edilmis, cam kapilerli tip ölçme cihazidir. (TS 1451 EN ISO 3104 / Nisan 1999) Islem bir kapilar kanaldan deney sivisinin kendi agirliginin tesiri ile akma zamaninin tesbItine dayanir. Otomatik Viskozimetreler Kinematik viskoziteyi Madde 14.te verilen kesinlik sinirlan dahilinde ölçebilecek otomatik viskozimetre1er alternatif olarak kullanilabilir. Bu viskozimetreler kullanildiginda, 10 min2/s.den küçük kinematik viskoziHerde ve 200 s.den küçük akma sürelerinde, bir kinetik enerji düzeltmesi [TS 7756 (ISO 3105)] yapilmalidir. 97HESAPLAMA - Kinematiik visk.ozite (V), ölçülen alKls süresi! (ti' va viskoiimaire ,sabit (C) kullanilarak asagida verilen bagmti}~a nesç:iplamL v=Cxi Burada: v . Kitleilmiük viskazite, mrn4ls, c: Viskoz:imetrenin kalibrasyon sabin, mm2/'s2, t . OlialÇlrna akis suresi, s diL ~Dinarttik vlskozite{lÜ, hesaplanan kilJematik vlskaZire (v) ve yogurduk (p)ikullariilarak asagida vsril.en ba;gintiyla hesaplaniL LL :;; v X p Xi O·s Burada; ii :Dinarrtik. viskoi\te, mPÇI.s, , •••.. ·.0.0 __ ". _ ,. __ • ') p : K!rie·m.atik visKozilenin toiiinedlldigi SICBkhkte nUIn1,menin YOgunlugu, !kglm~', \' . Klneniatik viskozlte, T'lirnZts dir. Nor - Nuimmenin YQg;unli.ig1,j, '10'13 EN iso 3675''çle verilen metot gibi UygWi bir metot ile t~yln edilebmr. Tayin sicakligi, iSO Ot·i'de belrrUlcHgi gibi duieltilir.