Ölçme Teknikleri Temel Kavramlar:

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Ölçme Teknikleri Temel Kavramlar:"

Iskander Bahadır
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Deney yapmak bir bakıma ölçüm yapmaktır. Ölçme bilimine metroloji denir. Ölçmek yani bir büyüklüğü sayısal olarak belirlemek büyüklüğün değerini standarlaştırılmış aynı cinsten bir başka büyüklükle karşılaştırmak demektir. Örneğin bir büyüklüğün a metre olduğunu söylemek, o uzunluk içinde standart metreden a tane olduğunu söylemekle eşdeğerdir.

2 Ölçme sonucu elde edilen değere işlenmemiş ölçü değeri denir. İşlenmemiş ölçü değeri büyüklükle aynı cinsten olabileceği gibi farklı bir fiziksel büyüklükte olabilir. Örneğin,deplasman bir uzunluk birimi ile ifade edilir. Deneyde mekanik bir alet kullanılıyorsa, işlenmemiş değer yine uzunluk biriminde olacaktır. Ancak elektriksel bir alet kullanılmışsa, elde edilen değer deplasmanla orantılı elektriksel bir büyüklük olacaktır; mv, ma, vb

3 İşlenmemiş ölçü değerine gerekli düzeltme ve dönüştürme (conversion) uygulandıktan sonra düzeltilmiş ölçü değeri elde edilir. Düzeltmeler, dış ortamın etkisiyle oluşan farkların ve ölçme hatalarının giderilmesi ile yapılır.

4 Ölçülen büyüklüğün gerçek değerini bulmak olanaksızdır. Bu kullanılan aletlerden ve ölçüyü yapan kişinin yetenekleri ile sınırlıdır. Gerçek değere yaklaşmak için çok sayıda almak gerekir. Çok sayıda ölçü alarak rastgele hatalar azaltılmaya çalışılır ve sonuç alınan değerlerin aritmetik ortalamasıdır.

5 Kullandığımız aletlerin teknik olanaklarını belirten bazı kavramlara da değinelim.

6 Ölçüm genişliği: Kullanılan aletin aynı duyarlılık ve aynı doğruluk ve kesinlikle sonuç verebileceği bölge. Ör: Bir termometre nin ölçüm genişliği 15 o C ile 100 o C arasında olduğu söylenebilir.

7 En küçük birim: Kullanılan aletin göstergesi üzerindeki iki ölçek çizgisi arasına karşılık gelen değer Genellikle aletin duyarlılığı bu birim ile kabaca belli olur. En küçük birimin yarısı kadar mutlak bir hata yapılacağı varsayılır. Ör: Bir termometrede iki çizgi arası 2 o C ise ölçülen sıcaklıklarda 1 o C lik hata vardır

8 Ölçekleme eğrisi: (Graduation) işlenmemiş ölçü değeri ile gerçek değer arasındaki bağıntının grafik ifadesidir. Bir bakıma, aletin hangi büyüklüğü hangi değerle ölçtüğünü gösteren alet türüne özgü bir eğridir.

9 Duyarlık (sensitivity): ölçekleme eğrisinin eğimi ile eşanlamlıdır. Elektriksel aletlerde duyarlık, sağlanan giriş enerjinin (input) veya voltajın çıkış enerji veya voltajına oranı olarak betimlenir. Ör:160mV/2V = 80 mv/v gibi. Eğer algılanan sinyalin (işlenmemiş ölçü değeri) karşıt olduğu ölçü biliniyorsa, bu duyarlığı yarı elektriksel olarak ifade edebiliriz.

10 Ayarlama eğrisi: (Calibration) düzeltilmiş ölçü değeri ile gerçek değer arasındaki bağıntının grafik ifadesidir.

11 Doğruluk (accuracy): gerçek değerle ölçüm sonucu arasındaki farkla belirlenir. Bu fark mutlak değerce verildiği gibi, tüm ölçüm genişliğine (toplam kadran sapışı- full scale deviation) bölünerek bağıl olarak da verilebilir. Ör: 100 o C ölçebilen bir termometrede en küçük birim 2 o C ise 1 o C lik mutlak doğruluk 1/100 = %1 bağıl doğruluk sağlanıyor demektir.

12 Kesinlik (precision) aynı büyüklüğü daima aynı sayı ile ifade edebilme özelliğidir. Buradaki mutlak hata elde edilen ölçümlerin maksimum ve minimum değerleri arasındaki farktır. Ör: (2.127, ,2.131,2.128) ölçümleri söz konusu ise mutlak kesinlik hatası Bağıl hata ise %0.19 dur.

13 Bir tahtaya birçok kez ok attığımızı düşünelim: Yüksek Doğruluk/Düşük Kesinlik Yüksek Kesinlik /Düşük Doğruluk

14 Deneylerdeki Ölçümlerde Karşılaşılan Hatalar: Deneylerde ölçüm sırasında karşılaşılan 2 tür hata vardır. 1- Sistematik hatalar (sytematic errors, bias errors) 2-Rastgele hatalar (random errors)

15 Sistematik hatalar: Daima aynı yönde kalan, bilindiği taktirde düzeltme imkanı olan çoğunlukla aynı değeri koruyan hatalardır. Çoğunlukla gözleme hatları, alet sıfır hataları, kalibrasyon, aleti doğru yerleştirmemeden kaynaklanan hatalardır

16 Rastgele hatalar ise ölçüm işleminin kendisinde ve fiziksel doğal olayların yapılanrında var olan mükemmel olamamadan kaynaklanırlar. Bunları tamamen yok etmek imkansızdır. Bu tip hataları en aza indirgemek için yeterince duyarlı aletler kullanmak, dikkatli ölçüm yapmak gerekir. Bu tip hatalardaki değişim istatistiki yöntemlerle incelenir. Güvenlik sınırları belirlenir.

17 Hataları bağıl ya da mutlak hata olup olmadıklarını belirmek gerekir: Mutlak hata ölçü değeri ile ölçümlerin aritmetik ortalalamaları arasındaki farktır. Birimi ölçüm büyüklüğü ile aynıdır Bağıl hata ise mutlak hatanın aritmetik ortalamaya bölünmesiyle elde edilir. Yüzde ile ifade edilir ve birimi yoktur

18 Ölçme Sistemleri Herhangi bir deneyde kullanılan ölçme sisteminin amacı nedir? Gözlemciye ölçülen büyüklüğe ait sayısal bir büyüklüğü sunmak. Bu nasıl bir sistemle gerçekleştirilir?

19 Her ölçüm sisteminde 4 ortak temel eleman bulunur. Her sistemde bu elemanlar tekrar edebilir, bazıları sistemde bulunmayabilir: 1. Algılayıcı eleman (Sensing Element) 2. Sinyal Düzenleyici eleman (Signal Conditioning Element) 3. Sinyal İşlemciler (Signal Processing Element) 4. Veri Sunum elemanı (Data Presentation El.)

20 Gerçek değer algılayıcı eleman tarafından ölçülür. Bu AE nın verdiği bilgi SDE tarafından kullanılması daha kolay bir birime çevrilir. SİE ise SDE den gelen bilgiyi sunum/gözlemci tarafından daha uygun bir birime çevirir. VSE ise bu bilgiyi gözlemcinin tanımlayabileceği şekle getirir. Bunu bir örnekle açıklayalım:

21 Ağırlık Ölçme Sistemi: Girdi Gerçek Değer Deformasyon Yük hücresi Strengeç Deflektör Köprü Algılayıcı Elemanlar Rezistans mv Amplifikatör Sinyal Düzenleyici Elemanlar V Çıktı Ölçülen Değer Ekran Veri Sunumu Mikro-bilgisayar (Lineerleştirici) A/D Çeviricisi Sinyal İşlemcileri

22 Mühendisliğin çeşitli alanlarında akademik ve endüstri sektöründe kullanılan uzmanlaşmış ölçüm sistemleri bulunmaktadır. Bunlardan bazıları: Akış ölçme sistemleri (örn. Makine müh., uçak, gemi inşa müh., tıp, gıda müh. vb), Güvenli ölçme sistemleri (kullanılan malzemelerin yanıcı, patlayıcı, toksik olması durumunda), Optik ölçme sistemleri (UV, görünür, Infrared koşullarda- bu sistemler kaynak-kaynağın içinde bulunduğu ortam-detektörden oluşur.)

23 Ultrasonik ölçme sistemleri (18kHz den fazla, insanın duyma frekansından daha yüksek) Kullanım alanları; zarar vermediği, metalden geçebildiği için, tıp ve toksik, zararlı, radyoaktif, korozif, yanıcı, parlayıcı malzemeler söz konusu olduğunda kullanılır. Aynı zamanda sessiz oldukları için askeri alanlarda kullanılırlar.

24 Fakültemizde de çeşitli laboratuvarlar bulunmaktadır. Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı İlham Artüz Deniz Bilimleri Laboratuvarı Ekotoksikoloji Egitim ve Araştırma Laboatuvarı Gemi Mukavemeti Laboratuvarı

25 Örnek olarak gemi model deney laboratuvarından bahsedelim: Bu laboratuvarda: Çekme Tankı (büyük ve küçük tank) Açık Su kanalı (Sirkülasyon kanalı) Kapalı Su Tüneli (Kavitasyon Tüneli) Hava tüneli Stabilite Tankı Manevra Tankı bulunmaktadır.

Benzer belgeler

KİMYASAL ANALİZ KALİTATİF ANALİZ (NİTEL) (NİCEL) KANTİTATİF ANALİZ

KİMYASAL ANALİZ KALİTATİF ANALİZ (NİTEL) KANTİTATİF ANALİZ (NİCEL) KANTİTATİF ANALİZ Bir numunedeki element veya bileşiğin bağıl miktarını belirlemek için yapılan analizlere denir. 1 ANALİTİK ANALİTİK