II. ULUSAL ÖLÇÜMBİLİM KONGRESİ BİLDİRİLER KİTABI

tmmob makina mühendisleri odası II. ULUSAL ÖLÇÜMBİLİM KONGRESİ BİLDİRİLER KİTABI 23-24 EKİM 1997 Sanayi Odası / ESKİŞEHİR MMO Yayın No: 196

Robot Calibration Oğuz Gönen Electrical and Electronics Engineer Turkish Standards Instutition Electrical Calibration Laboratory INTRODUCTION Although robots are made with precisely machined parts, many small errors in the mechanism during manufacture or assembly may contribute to large errors in the final arm pose. "Calibration" is a procedure for determining these errors by measurement so a robot controller can compensate for them. Typically they are measured by inference: the uncalibrated robot pose is compared with the expected pose for a robot without errors (ideal pose) and the errors are inferred from a number of such measurements. The inferred errors are then used to define a kinematic model of the robot, which can be used to control the robot pose with greater accuracy. Robot calibration is conducted to identify actual robot control parameters so that an accurate kinematic model of a robot can be formulated for accurate control. in other words, robot calibration is a means whereby a robot can be made to move more accurately to a given xyz position and orientation by creating an improved mathematical model of the robot kinematics. it is also the process of enhancing the accuracy of a robot by modifying its control softvvare. ACCURACY AND REPEATABILITY Robots are designed to be extremely repeatable but not ali that accurate (repeatabilities of 0.1 mm and accuracies of lomm or worse are not unusual). Therefore, it is important that we understand the difference between accuracy and repeatability. Repeatability is a measure of the ability to move back to the same position över and över again, whereas accuracy is the ability to move to a given position. As an analogy, consider somebody throwing darts at a board. If ali the darts go into roughly the same place then the repeatability is good, though it may not be the position that the thrower was aiming at, in which case the accuracy would be bad. If ali the darts hit the position the throvver was aiming at then the accuracy and the repeatability are good. Physical Errors causing Robots to be Inaccurate The difference betvveen the physical joint zero position of the robot and the zero position reported by the robot controller usually has the biggest effect on the robot's accuracy. Common sense suggests that errors in the zero position of joints 1, 2, and 3 will have a bigger effect on the robot positional error than joints 4, 5, and 6. We can ignore the effect of joint 1 since it is compensated for using the model calibration (see later). Additionally, experience suggests that joint 2 and 3 often have the largest zero position error because at some point in the robot's life it wül have been crashed into the floor - throvving out the zero position by up to a degree. 353

error. The error in the robot zero position is often responsible for 90% of the robot positional The length of the robot links usually has the second biggest effect on the robot's accuracy. When the links are manufactured there is inevitably some variation in their dimensions from one robot to the next, as well as a variation in the orientation of the joints. Within each robot controller is a mathematical model of the robot which assumes that the links on one robot are the same length as the links on another robot of the same type, and that the relative orientations of the joints on one robot are the same as on another robot of the same type. This is not true, and this causes the robot to estimate incorrectly where its endpoint is given a set of joint angles. it is unlikely on most industrial robots that the variation in link lengths would be more than a couple of millimeters. The next most significant factor in the robot positional error is joint compliance. This may be thought of as factor representing the torsional spring effect at each joint, which responds to the effect of gravity each link. Representation of the Physical Errors The robot kinematic structure is often represented by mathematicians using DH parameters. These are simply a compact representation of the position and orientation of each joint relative to the previous joint. There are four numbers for each joint: d, a, 0, and a. D and a represent distances and G and a represent angles. Joint zero errors for a rotational joint are stored as 9 values. Link length and distance offset errors are stored as d and a values. Relative joint orientation errors are stored as a values. An additional parameter P is introduced for two joints which are parallel to represent any slight misalignment. Calibration Methods The calibration process requires a suitable mathematical model and a suitable measurement system. Any 3d-measurement system can be used to obtain measurements, which are subsequently used to create a calibrated robot model. A variety of measurement techniques for robot calibration have been investigated. The use of vision systems, theodolite systems, laser tracking systems and ultrasonic range sensors for robot calibration has been reported. However they are ali expensive. While these methods have been reported with satisfactory results, the measurement techniques have seldom been appropriate for in-situ calibration of industrial manipulators. An ideal calibration method can be applied to an industrial robot and its vvorkcell surroundings without having to modify the tool (end-effector) or fixtures. Most reported calibration methods focus on the robot itself, and require special calibration tools to be fitted. The geometry of the tool is part of any kinematic model, so changing the tool alters the model. Changing a tool may cause further pose errors if there are significant deflections due to gravity. There is even a method for calibrating robots that does not use a measurement device but instead moves the robot to a fixed pointer using different orientations (similar to the Standard 354

method for calibrating tools) though its accuracy is not as good as that measurement based calibrations. Most methods of robot calibration work by comparing teachpoint positions for a robot to measurements of the end of the tool relative to an independent 3d measuring device. A search method is used to find which changes in the mathematical model of the robot would allow the distance betvveen where the robot thinks it is and where the robot actually is to be minimized. The search method is contained within the software and the robot model is updated with the changes. Three-Point Touch and Robot Calibration Three-point touch is a term used to describe model calibration. The robot is used as a measuring device to determine where the fixture is relative to the robot by touching three datum points on the fixture. These points are then brought back into the simulation model of the workcell and used to update the position of the model of the fkture in the simulation. Though the three-point touch does correct for any errors in the zero position of joint 1 it does not correct for any other factors influencing the robot's accuracy. Therefore it may be that for some workcells ali that is required is a three-point touch whereas for other workcells a robot calibration and a three-point touch is required. Tool Calibration Tool calibration is the process whereby the true xyz offset from the mounting faceplate of the robot to the end of the tool may be found. it is important that the correct offset is used in the offline simulation so that robot program it generates is accurate on the real robot. Some applications require that the orientation of the tool should also be found. Some robot controllers allow a user to calibrate a tool by moving its tip to the end of a fixed pointer in several different orientations. More accurate tool offsets than the robot controller can be obtained ifa calibrated robot model is used. in some situations the measuring device may be fitted to the tip of the tool. This allows to calibrate the robot and the tool in one step. Neither tool nor model calibration require use of a measuring system. Calibration and Offline Programming To understand how these techniques ali fit together here is a description of several differing offline programming sequences. A) Calibration of the robot and the tool in one step : The measuring device is attached to the end of the tool. This wiü only be possible if the end of the tool is easily accessible. 1. A path is generated in the simulation using the model of the vvorkcell. 2. The robot and tool are calibrated in one step (by moving the robot to 50 teachpoints and taking a measurement at each step). 3. The model is calibrated (by moving the robot so that the tip of its tool touches each of three datum points in turn) and the fixture repositioned within the simulation. 4. The path is sent to the robot as a robot program. 355

B) Calibration of the robot and tool in separate steps : in this situation the measuring device is attached to a point on the tool which is accessible but which is not the end of the tool. 1. A path is generated in the simulation using the model of the workcell. 2. The robot is calibrated. 3. The tool is calibrated. 4. The model is calibrated and the fixture repositioned within the simulation. 5. The path is sent to the robot as a robot program. C) Use of a special pointer tool for model calibration : in this situation the tool is unwieldy and so we replace it during robot and model calibration with a special pointer tool. 1. A path is generated in the simulation using the model of the workcell. 2. The special pointer tool is attached to the robot. The robot and the special pointer tool are calibrated in one step. 3. The model is calibrated and the fixture repositioned within the simulation. 4. Special pointer tool is removed from the robot and replaced with the real tool. 5. The tool is calibrated. 6. The path is sent to the robot as a robot program. D) No robot calibration : Here we assume that the robot is relatively accurate över the its working volume in the vvorkcell. 1. A path is generated in the simulation using the model of the workcell. 2. The tool is calibrated. 3. The model is calibrated and the fixture repositioned within the simulation. 4. The path is sent to the robot as a robot program. E) Remastering of the robot : Suppose that ofîline programming has been attempted vvithout robot calibration and that the robot was found to be inaccurate. The robot is then remastered. 1. The robot is remastered using the manufacturer's remastering procedure. 2. A path is generated in the simulation using the model of the workcell. 3. The tool is calibrated. 4. The model is calibrated and the fixture repositioned within the simulation. 5. The path is sent to the robot as a robot program. 356

Glossary of Useful Terms Accuracy The ability of the robot to move as close as possible to a specified position. Calibration, model The process of finding the true position of a fixture in a robot workcell, and then updating a simulation model so that the model of the fibcture is in the correct position and orientation. Calibration, robot The process of finding the physical errors in the structure of the robot that make it slightly different to the robot controller's internal mathematical model. This improves the accuracy of offline programming. Calibration, tool The process of finding the physical offset from the faceplate of the robot to the endpoint of the tool. DH parameters The parameters used in the mathematical model of the robot physical structure. Faceplate The end of the last robot link. The tool is usually attached to the robot faceplate. Fisture An object whose position does not change during the execution of the robot programme. Kinematics The relationship betvveen the angles between each successive link of a robot and the xyz position and orientation representing the tool frame relative to the base frame of the robot. Offline Indicates any process which occurs on separate computer to the robot controller without tying up the robot controller. Remastering The process of changing the zero position reported by the robot controller to be the same as the physical zero position of each joint. Repeatability The ability of the robot to move back to as close as possible to a specified position again and again. Three-point touch A model calibration (see above). Zero position The position at which ali the joint values are zero. 357

ROCKWELL SERTLİK ÖLÇME MAKİNALARINDA İZ DERİNLİĞİ ÖLÇME TEÇHİZATLARININ (ANALOG/ DİJİTAL GÖSTERGE) KALİBRASYONU MAK. YÜK. MÜH. ABDÜLMUTTALİP AKTOĞ TÜRK STANDARDLARI ENSTİTÜSÜ METROLOJİ ve KALİBRASYON MERKEZİ MEKANİK KALİBRASYON MÜDÜRLÜĞÜ Rockwell Sertlik Ölçem Metodu, sertlik değerinin iz derinliğinden hesaplanmasıdır. Rockwell Sertlik Ölçüm Metodu Şematik olarak aşağıda verilmiştir. Malzeme vüzevi Ön yük etkisindeki iz derinliği (F o ) Ölçümler için referans yüzey A Esas yük etkisindeki iz derinliği (Fi) 1 Kalıcı derinlik t b Elastiki geri esneme Toplam yük etkisindeki iz derinliği F=F.+F, Batıcı Uç (uç açısı 120 olan Elmas Konik veya 01/16" bilya) önce ön yük Fo etkisinde to derinliğinde batınlır. Bu derinlik aynı zamanda diğer ölçümler için referans yüzey olarak alınır. İz derinliği teçhizatının sıfırlanmasından sonra esas yük Fi 5-8 sn içinde darbesiz olarak uygulanır. 8-15 saniye etki süresinden sonra esas yük Fi boşaltılır. Ön yükün etkisi devam eder ve batıcı uç elastik derinlik seviyesinden kalıcı derinlik seviyesine (tb) gelir. Kalan derinlik Rockwell sertliği için esas teşkil eder (Eşitlik 1). 1) HR=100-(t b / 0.002) İZ DERİNLİĞİ ÖLÇME TEÇHİZATI İz derinliği Ölçme teçhizatı tüm Rockwell metodlan için gereklidir.hali hazırda Rockwell taksimatlı komparatör kullanılmakta olduğu gibi, yeni versiyon dijital göstergeli ölçme techizatlanda mevcuttur. 358

Batıcı uçun batabileceği maksimum mesafe 0.2mm ile sınırlı olduğundan dolayı, bu mesafe komparatör üzerindeki skalada 100 eşit parçaya bölünmüştür. Buradan da anlaşıldığı üzere lhr=2um (HRA' dan HRK'ye kadar) lhr=lum (HRN ve HRT için) dir. İZ DERİNLİĞİ ÖLÇME TEÇHİZATININ KALİBRASYONU Komperatörler genellikle dişli bir mekanizmaya sahiptirler ve bu mekanik sistem her mekanik sistemde olduğu gibi bir ölçme belirsizliği teşkileder. Özellikle dişli mekanizmanın geri dönüşünde (histerezis) meydana gelen ölçme belirsizliği doğrudan ölçüm sonuçlarına intikal eder. İz ölçme teçhizatını etkileyen diğer faktörler ; olabilir. - C formundaki makina gövdesinin esas yük altında esnemesi - Batıcı uçun malzemeye eksenel olarak basmaması - Yataklardaki boşluk ve sürtünme etkenleri Tüm bu faktörler dikkate alındığında Komparatörün makinadan sökülüp ayrı kalibrasyon işlemine tabi tutulması uygun değildir. İz derinliği ölçme teçhizatının Sertlik Ölçme Makinası ile biı bütün olarak kalibrasyonunun yapılması gerekmektedir. Kalibrasyon işlemi direkt ve endirekt olmak üzere iki şekilde yapılmaktadır DİREKT MUAYENE Komparatör, kullanılan Rockvvell metoduna göre tam skala üzerinde en az üç noktada ölçülür (Örnek: HRC için 20-70 HRC arası). Bu ölçümde kullanılan referans ölçme cihazının çözününürlüğü en az 0.0002mm olmalıdır. Komparatör toleransı HRA'dan HRK' ya kadar ± O.OOlmm, HRN ve HRT için ± 0.0005mm dir. Yani ölçüm yapılan her bölgedeki sapma ±0.5 Rockvvell biriminden fazla olmamalıdır. ENDİREKT MUAYENE Şayet iz derinliği ölçme teçhizatı direk olarak muayene edilemiyorsa endirek olarak muayenesi yapılır. Bu ölçüm Sertlik Ölçme Makamlarında sertlik mukayese plakaları ve referanz batıcı uç kullanılarak yapılır. Kullanılan Rockvvell metoduna bağlı olarak sertlik mukayese plakaları üzerinde alt orta üst sınır dahil olmak üzere her bölgede en az üç ölçüm alınır (Örnek: HRC için alt bölge 20HRC, orta bölge 45HRC ve üst bölge 70HRC ).Sertlik mukayese plakannın sertlik değeri kullanılan bölgeler dahilinde olmalıdır. 359

SENSÖRLERİN DOĞRUSAL OLMAYAN EĞRİLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARIYLA ELDE EDİLMESİ Turgut KIRCI TSE Metroloji ve Kalibrasyon Daire Başkanlığı Elektronik Mühendisi İbrahim ÖZTÜRK Başkent Üniversitesi Öğretim Görevlisi 1. GİRİŞ Ölçüm teknolojisinde kullanılan sensörlerin çoğu doğrusal olmayan giriş-çıkış karakteristiklerine sahiptir. Ölçümler, bu sensörlerin çıkışındaki genellikle elektriksel olan büyüklüğü, ideal sensör tipine göre değerlendiren gösterge sistemleriyle mümkün olmaktadır. Mevcut sensör eğrilerinin ideal sensör eğrilerinden sapmış olması, bu sensörler ideal sensör tipine göre üretilmiş gösterge sistemleriyle birlikte kullanıldığında yanlış ölçümler yapılmasına sebep olmaktadır. Kalibrasyon neticesinde ortaya konabilen bu sapma hassas ölçümlerin yapıldığı ve kalibrasyon raporunun her zaman değerlendirilmesinin mümkün olmadığı ölçümlerde problem kaynağı olmaktadır. Yapay sinir ağlarıyla sisteme, sensörün kendine özgü, ideal tipten farklı, sensörün kalibrasyonu sırasında ortaya konmuş giriş-çıkış eğrisi öğretilebilmekte, kalibrasyon raporundan bağımsız doğru ölçümler mümkün olabilmektedir. 2. YAPAY SİNİR AĞLARI VE EĞRİNİN ELDE EDİLMESİ Yapay sinir ağlan canlılann sinir sisteminden ilham alınarak ortaya konmuş bir modeldir. Basitçe; bir giriş kümesi (input) girişin değerlendirildiği hücreler ve hücreleri kendi arasında ve girişe bağlayan, giriş değerini bir katsayı ile çarpıp ileten yapay ağlardan oluşur. Şekil 1. Şekil 1 Yapay Sinir Ağı 360

Biz örnek çalışmamızı K tipi ısıl çift üzerinde yaptık. Giriş kümesi olarak 0-1000 C arası 10 C'nin katlarını aldık. Çoklu bir giriş kümesi oluşturabilmek için bu değerleri ikili tabana çevirip kullandık. Ağımızı iki katman (layer) ve sonuçlan yine ikili tabanda verecek şekilde tasanmladık. Girişte sıcaklık değerlerini 10 oasamakla ifade ettik. Çıkışta da 10 basamak kullandık. Bu şekilde çıkış çözünürlüğü onluk tabar.da 3 basamağa düştü. Örneğin 500 C için 20100^V'u, 1000 C için 41300uV'u karşılık aldık. (S >n iki basamak her zaman sıfırlardan oluştu.) Ara katmanı 100 hücre kullanarak oluşturduk.(şekil 2) Ağa eğriyi öğretmek içinse backpropagation algoritmasını* 1>2) kullandık. Giriş Çıkış Şekil 2 Backpropagation AIgoritması (1 ' 2) : 1- Giriş vektörü ağa uygulanır. x p (xpi x pn ) 2- Ara katmana uygulanacak vektör hesaplanır h N h net pj = HwjiX pi 3- Ara katmanın çıkışlan hesaplanır. ipj=fj h (net h pj) 4- Çıkış bulunur. L net pk = I M>lji pk 5-Net çıkış değeri çıkış tanımlanan fonksiyondan geçirelerek bulunur. pk=fk( net< pk) 6- Hata bulunur. 361

öpk ~ (ypk - pk )fk 7- Ara katman için hata bulunur. ö h pj = f? {neth pj )Y,S pk w kj k 8- Öğrenmeyi sağlayan katsayılar hatayı azalatacak yönde yenilenir. 9- Bu işleme çıkıştaki hata belli bir seviyenin altına ininceye kadar devam edilir. P --T S 2 j 2 k=l P Hücrelerde girişin geçirildiği fonksiyon sigmoid'tir. 1 3. SONUÇ Ağ eğriyi 3 basamak çözünürlükte %100 başarıyla öğrendi. Biz yine de elde ettiğimiz eğriyi 5 basamak çözünürlükte verilmiş eğriyle karşılaştırarak hatasını bulduk. (Grafik) Gerekli» durumlarda ağdaki katman sayısı ve/veya hücre sayısı artırılarak daha iyi çözünürlükte de aynı / basan sağlanabilir. Fakat bu durmda da öğrenme süresinin artması kaçınılmazdır. Burda uyguladığımız bu metod genel olarak sensörlerin bir üst standartla karşılaştmhp bulunan hatalannın azaltılması ve daha hassas ölçümler yapılmasında elverişli gözükmektedir. Herhangi bir şekilde sensör tipine bağlılık da söz konusu değildir. Sistemin dezavantajı ise ölçüm sistemini kompleksleştirip ek maliyet getirmesidir. KAYNAKLAR 1-Neural Netvvork Algorithms, Applications and Programming Techniques. J. A. Freeman, D.M. ı Skatoro. Addison Wesley Publishing Company 1991. /. 2- An Introduction to Computing with Neural Network. R. T. Lippmann. IEEE ASSP Magazine April 1987 Sayfa:4-22. 362

Hata Grafiği Sıcaklık (santigrad) Hata Oranı Sıcaklık (Santigrad) si-- 8 00 o 00 o 00 o CNI en o CD en 363

SIEMENS-SİMKO KALİBRASYON MERKEZİ ÖLÇMELERİNİN ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ ( UME ) İLE KARŞILAŞTIRILMASI HanifeURAL Elektrik Yük. Mühendisi SffiMENS-SİMKO Kalibrasyon Merkezi / Yıldız Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Master programını 1980 yılında tamamladı. 1977-1989 yıllan arasında TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezinde çeşitli araştırma projelerinde çalıştı. Ulusal Metroloji Enstitüsü'nün (UME) kurulmasında görev aldı. Uluslararası ölçme standartları araştırma merkezleri olan PTB - Almanya, NRLM- Japonya, JEMIC - Japonya'da "Elektriksel Standartlar ve Kalibrasyon Sistemleri" konusunda çalışmalarda bulundu. 1989 yılından beri SIEMENS - SIMKO Kalibrasyon Merkezinde görev yapmaktadır. ÖZET Siemens-Simko kalibrasyon merkezi elektrik laboratuvarı, Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) tarafından akredite (onaylanan) edilen ilk kalibrasyon laboratuvarıdır. Akreditasyon çalışmaları üç ana bölümden oluşmaktadır. Bunlar; 1. Kalite El Kitabının (KEK) yazılması 2. Laboratuvar ziyareti 3. Kalibrasyon laboratuvarı ölçmelerinin karşılaştırılması Tebliğde, Siemens-Simko kalibrasyon merkezi elektrik laboratuvarının UME ile bazı ı karşılaştırmalarının, ölçme yöntemi, belirsizlik hesabı, ve ölçme sonuçları verilmiştir. /. i COMPARISON OF SIEMENS-SIMKO CALIBRATION CENTER MEASUREMENTS WITH NATIONAL METROLOGY EVSTITÜTE ( UME) ABSTRAC Electric laboratory of Siemens-Simko calibration center is thefirst accredited laboratory by National Metrology Institute of Turkey ( UME ). The accreditation works have three main parts. These are; 1. Writting a Quality Handbook 2. Visiting the calibration laboratory 3.Comparison of the calibration laboratory measuremens i 364 t.

in the paper, the measurement procedure, calculation of uncertainty and measurement result of some of the comparisons of Siemens-Simko calibration center electric laboratory with UME ar e given. Kalibrasyon laboratuvarlannın akreditasyon çalışmalarında ilk aşama, EN 45000 normlarına uygun olarak kalite el kitabının yazılmasıdır. El kitabında yazılan kalibrasyon prosedürleri ve laboratuvann işleyişi hakkında, akredite eden kuruluş ile akredite olan laboratuvar arasında mutabakat sağlandığında, akreditasyon çalışmasının ikinci aşaması olan saha ziyaretleri geçekleştirilir. Saha ziyaretinde, akredite eden kuruluş, kalibrasyonlann ve laboratuvann işleyişinin el kitabına uygun olup olmadığını inceler. Akreditasyon çalışmasının son aşaması olan laboratuvarlar arasındaki ölçmelerin karşılaştırılması, akredite edilen laboratuvann, ulusal ve uluslararası ölçme sistemine izlebilirliğinin ve kalite el kitabında beyan edilen ölçme belirsizliklerinin deneysel olarak test edilmesidir. Yazıda örnek olarak, SIEMENS SIMKO Elektrik-Elektronik kalibrasyon laboratuvannda, UME'ye ait 1 Q standart direncin kalibrasyonu verilmiştir. LABORATUVARLAR ARASI KARŞILAŞTIRMALAR: Ölçme sonuçlannın irdelenmesinde, ölçmelerin tekrarlanabilirliği (repeatabilty) ve ölçmelerin tekrar gerçekleştirilebilirliği (reproduceabilty) olmak üzere iki önemli kavram vardır. Ölçmelerin tekrarlanabilirliği (repeatabilty); bir büyüklüğün, aynı ölçme metodu, gözlemci, ölçme cihazı, konum, kullanım koşullarında, arka arkaya kısa zaman aralığında, ölçme sonuçlan arasındaki uyuşma yakınlığıdır. Bu ölçme sonuçlanndan rasgele hatalar ve ölçülen büyüklüğün kısa süreli kararlılığı hakında bilgi edinilebinir. Ölçme belirsizliği hesaplarında, A tipi belirsizlik olarak adlandınlır ( UA) Ölçmelerin tekrar gerçekleştirilebilirliği (reproduceabilty) ; bir büyüklüğün, farklı ölçme metodu, gözlemci, ölçme cihazı, konum, kullanım koşullarında, farklı zamanlarda, ölçme sonuçlan arasındaki uyuşma yakınlığıdır. Bu ölçme sonuçlanndan sistematik hatalar ve ölçülen büyüklüğün uzun süreli kararlılığı hakında bilgi edinilebinir. Ölçme belirsizliği hesaplannda, B tipi belirsizlik olarak adlandınlır ( UB ). Ölçmelerin tekrar gerçekleştirilebilirliğinin geçerli olabilmesi için değişen koşullann tanımlanması gerekir. Laboratuvarlar arasında ölçmelerin karşılaştınlmasındaki amaç; kalibrasyonlardaki toplam ölçme belirsizliği hesaplannın B tipi hata kaynaklan tesbitinde, herhangibir eksiklik yada yanlışlık olup olmadığının test edilmesidir. Karşılaştınlacak standart yada ölçme sisteminin gönderilmeden önce kalibrasyonu yapılır ve önemli olan kalibrasyon şartlan, kullanma talimatlan yada dokümanı karşılaştırmayı yapacak olan laboratuvara eksiksiz olarak verilir. Örneğin, direnç karşılaştırmalarında, kalibrasyon akımı, kapasitans ve indüktans karşılaştırmalannda kalibrasyon frekansı, multimetrede ise ölçülmesi istenen kademe ve değerler mutlaka verilmelidir. 365

UME İLE SIEMENS SİMKO ARASINDA 1 fi DİRENÇ KARŞILAŞTIRMASI Ölçme Metodu : Standart direnç 1Q/1W Rs, ölçülecek direnç Rx ile seri bağlanır. Alam kaynağından, direçlerin gücüne uygun olan ve kalibrasyon yapılması istenen akım uygulanır. Kalibrasyonda kullanılan multimetrenin 5700A /Fluke kalibratörle kalıbrasyonu yapıldıktan sonra, dirençlerin üzerinde düşen gerilimler sıra ile ölçülür. Mutimetrenin +, - giriş yönü değiştirilerek, dirençlerin üzerinde düşen gerilimler sıra ile tekrar ölçülür. Bir direnç üzerinde yönü değiştirilerek ölçülen iki gerilimin ortalaması tek değer olarak alınır. Bu gerilimlerin oranı (Vx / Vs) ve referans direnç Rs değerinin çarpılması ile Rx bilinmeyen direnç değeri hesaplanır. Rx= (V x /Vs)xRs Kalibrasyonlarda, kalibratörlerin ve kalibrasyonu yapılacak olan dirençlerin, üretici firması tarafindan verilen, ısınma sürelerine (8505 A ve 8506A multimetrenin ısınma süresi 4 saat.), kullanma ve kalibrasyon talimatlarına uyulur. Kalibrasyon sırasında düşük termal (low thermal) özelliğe sahip, ekranlı kablolar kullanılır. Bu direnç kalibrasyonunda, yağ banyosu kullanılmaması nedeniyle, ortamdan gelebilecek etkilerin, en aza indirilmesi için gerekli önemler alınır. Örneğin, bağlantılar yapılırken dirence mümkün olduğu kadar az temas etmeye özen gösterilir. Cihaz Listesi : Cihaz Marka Model Seri no Direnç 1Q/1W Çokfonksiyonlu kalibratör Multimetre Croydon Fluke Fluke RS3 5700A 8505A 44432 5970312 4420003 Ölçme Sisteminin Blok Diyagramı Fluke 5700A Kalibratör Fluke 8505A Multimetre DC Akım LO HI î Rs 1Q/1W m LO Rx (Kalibre edilen) 366

Kalibrasyon Sunucu: Nominal Değer Ortam Şartlan Uygulanan Akım Ölçülen Değer Bağıl Toplam Ölçme Belirsizliği (k=2) in 23 ± 1 C 42 ma 0.999 990 fi 50ppm Ölçüm sonuçlarında, toplam ölçme belirsizliği 95 % güvenirlik seviyesinde (k=2)verilmiştir. Kalibrasyon Datalan : Rs = 1.000 005 n, I = 42 ma, Ortam şartları: 23 ± 1 C, 45 ± 15 % Rh, Tarih : 20/10/96 Gözlem No 1 UME1 Q Gerilim Değeri Vx (mv) + 42.000 8-42.000 2 SİMKOİO Gerilim Değeri V s (mv) + 42.001 0-42.001 3 UME 1 n Hesaplanan Direnç Değeri Rx=(V x /V s )xrx(o) 0.999 991 2 + 42.000 2 + 42.000 2 0.999 990-41.998 7-41.999 9 3 + 42.000 6 + 42.000 3 0.999 990-41.998 6-41.999 9 4 + 42.000 1 + 42.000 6 0.999 984-42.000 6-42.001 6 5 + 42.000 6 + 42.000 8 0.999 988-42.000 1-42.001 6 6 + 42.000 8 + 42.000 7 0.999 995-42.000 5-42.001 6 7 + 42.000 8 + 42.000 8 0.999 993-42.000 7-42.001 7 8 + 42.000 2 + 42.000 5 0.999 988-42.000 6-42.001 5 9 + 41.999 8 + 42.000 7 0.999 989-42.001 1-42.001 4 10 + 42.000 4 + 42.000 6 0.999 984-42.000 6-42.001 7 367

ÖLÇME BELİRSİZLİĞİ HESAPLARI: u A ölçme belirsizliği hesabı: n "X~: Ortalama değer, 1C= Z (x ; / n) = 0.999 990 fi S : Standart sapma, S = vs ( X ; - X ) 2 / (n- l) = 2.6 x W 6 fi i=l ı n : Gözlem sayısı f u : Standart ölçme belirsizliği, u = S /V"n~ = 0.8 x 10' 6 fi u A : Genişletilmiş ölçme belirsizliği, u A = uxk=1.7xlo" 6 fi =1.7 ppm ( k = 2 ) UB ölçme belirsizliği hesabı: 1 fi Standart Direnç Kalibrasyon Ölçme Belirsizliği (Sertifikasından) 3 ppm Direnç Değerindeki Kayma 5 ppm j Ortam sıcaklık değişiminden kaynaklanan belirsizlik ( 23 ± 1 C) Multimetre 8505A/Fluke ile V s ölçümü (10 ppm +0.8 av) Multimetre 8505A/Fluke ile V x ölçümü (10 ppm +0.8 \ıv) Kalibratör 5700A/Fluke akım kademesi 24 h stabilitesi ( 8 ppm + 0.3 (J.V) 2 ppm 29 ppm 29 ppm 15 ppm u B =( V( 3/2) 2 + ( 5/V3) 2 + ( 2A/3) 2 + ( 29A/3) 2 + ( 29A/3) 2 + ( 15/V3) 2 )x 2= 50 ppm f UB = 50 ppm xlfi = 50xl0" 6 fi UT, Toplam ölçme belirsizliği hesabı: U T = V( U A ) 2 + (u B ) 2 =V( 1.7 ppm) 2 + (50 ppm) 2 = 50 ppm ( Bağıl) U T = \( u A ) 2 + (u B ) 2 = V(1.7 x 10-0 fi^ + (50 x 10" 6 fi) 2-50 x İO" 6 fi = 50 \ı fi (mutlak) 368

TÜRK KALİBRASYON SERVİSİ (TKS ) Sertifika No : 97 E 138 CerUficate Number SIEMENS-SİMKO KALİBRASYON MERKEZİ Elektrik-Elektronlk Kallbrasyon Laboratuvarı KALİBRASYON SERTİFİKASI CERTİFİCATE OF CALIBRAVON 97E 138 TKS 96/01 Sayfa No 1 /3 Page Number Cihaz/Ekipman : Device / Equipment Üretici Firma : Manufactunnd by Model / Sınıf Model/Class Seri No : Seıial Number STANDART DİRENÇ GUILDUNE 9330-1 Ohm 53816 Türk Kalibrasyon Servisi - TKS, Ulusal Meteroloji Enstitüsü - UME tararından yürütülen bir organizasyondur. Kalibrasyonlar UME-TKS ile Kalibrasyon Laboratuarından sorumlu kuruluş arasındaki bir sözleşme esas alınarak yapılır. Bu sertifika, uluslararası birimler sistemi Sl'ya uygun fiziki ölçüm birimlerini gerçekleştiren ulusal standartlara izlenebilirliğini belgeler. Kullanıcı, cihazın uygun aralıklarla tekrar kalibre edilmesiyle yükümlüdür. Talep Eden : TÜBİTAK ULUSAL U Issued for GEBZE-KOCAELİ Simko Referans No : UME1308001 Simko Referance Number TurUish Caiibration Service - TKS Is an organisation executed by National Metrotogy Institute - UME. The catîbration İs performed according ro the stjpulations of the con&act betvveen TKS-UME and (be holderofthe Cafibration laboratory. This cafibration certrffcafo documents tracebiiity to naöonal standarts which realise the physical unus of measurements according to the International System ofunits (SI). The user is obsged to have the İnsttvment ncaübrated at appropriate intervaf. Tarih Date oflssue Mühür Seat Kalibrasyon Laboratuvarı Müdürü Headofthe Caiibration Laboratory Hanife URAL TKS veya SIEMENS -SİMKO kalibrasyon merkezi'nin yazılı izni olmaksızın, bu kaibrasyon sertifikasının bütününde veya bir kısmında herhangi bir değişiklik yapılamaz ve kısmen çoğaltılamaz. Damgasız ve İmzasız kalibrasyon sertifikaları geçerli değildir. This certfıcate may not be changed in content and reproduced other than in fub except with the vvritten approval of TKS or SIBMENS - SİMKO caiibration center. Catibraûon certificates without slgnature and seal are not vaüd. SİMKO Ticaret ve Sanayi A.Ş. Yakacık Yolu No 111, Kartal 61430-İst. Tel:216-4592443,33, Fax:216-4592313, E-Mail:hural@com tr 369

Sayfa No: 2 / 3 Page Number SIEMENS-SİMKO KALİBRASYON MERKEZİ KALİBRASYON AÇIKLAMALARI 97E 138 TKS 96/01 Kalibrasyon Yöntemi : Standart direnç Rs, ölçülecek direnç Rx ile seri bağlanır. Akım kaynağından, Standart Calibration Method direncin kalibrasyonunun yapıldığı, sertifikasında belirtilen akım uygulanır Mutimetre ile dirençlerin üzerinde düşen gerilimler sıra ile ölçülür. Rx bilinmeyen direnç değeri, Rx=(Vx/Vs)xRs göre hesaplanır. Kalibrasyonlarda, kalibratörlerin ve kalibrasyonu yapılacak olan dirençlerin, üretici firması tarafından verilen, ısınma sürelerine dikkat edilir. Kalibrasyon Prosedürü : Calibration Procedure NO ADI ÖLÇME BÖLGESİ 8 1-6. 5 DC Direnç Kalibrasyonu 100mOhm-10Ohm Ortam Şartlan : Sıcaklık :(23±1)"C Nem : 45±15%Rh Environmental Condüions Ölçme Belirsizliği: Kalibrasyon sistemi ve cihazın kısa süre karasıziığını kapsar. Ölçümlerde güvenirlik Measuremens Unc&rtaintios seviyesi % 95'dir. Belirsizlikler "Kalibrasyon Ölçme Değerleri" tablosunda verirmiştir..kalibrasyon sonucu : Calıbrslıons result Notlar: Notes Cihaz, imalatçı toleransları veya seçilen toleranslar içindedir. ( ) Cihaz, kısmen imalatçı toleransları veya seçilen toleranslar içindedir. ( ) Cihaz, imalatçı toleransları veya seçilen toleranslar içinde değildir. ( ) Tavsiye Edilen Gelecek Kalibrasyon Tarihi: 10/98 Recomended Next Calibration Dala Kalibrasyonda Kullanılan Referanslar: Reterences used m calibration CİHAZ MARKA MODEL SERİ NO KALİBRATÖR FLUKE 5700A S/N 5970312 MULTIMETRE FLUKE 8SO5A, 6 1/2 DIG. SN442O0O3 DİRENÇ STANDARDI CROYDON PRE.CO. RS3.4 TERM. 1 Ohm 44432 TKS veya SIEMENS -SİMKO kalibrasyon merkezi"nin yazılı izni olmaksızın, bu kaibrasyon sertifikasının bütününde veya bir kısmında herhangi bir değişiklik yapılamaz ve kısmen çoğaltılamaz. Damgasız ve İmzasız kalibrasyon sertifikaları geçerli değildir. This certificate may not be changed in content and nsproduced other than İn MI excipt with the mitten appmval of TKS or SIEMENS - SİMKO calibration center Calbretlon cermcates vrühout slgnature and seal ere not vau. 24 370

Sayla No: 3/3 Page Number Cihaz : STANDART DİRENÇ Tipi : 9330-1 Ohm Marka : GUILDUNE ALİBfÎASYC N MERKEZİ Müşteri UME Sim-No MsYeri: Env.No PtTipi 1 Seri No UME13080O1 53816 97E 138 " TKS 96 /01 1096 KALİBRASYON ÖLÇME DEĞERLERİ Nominal Değer Ohm 1.000 000 SİMKO Std. Direnç Ohm 1.000 005 5700A Uygulanan Aktm ma 42 Ortam Şartları "C 23.6 UME Ölçülen Direnç Ohm 0 999 990 Toplam Ölçme Belirsizliği ppm 50 Toplam Ölçme Belirsizliği u Ohm 50 Kalibrasyon Tarihi : Date ol Cafbraton 20.10.96 Kalibrasyonu Yapan : Hanife URAL CatbratedBy OK: TOLERANSLARI İÇİNDE X : TOLERANSLARI DIŞINDA - : TEST EDİLMEDİ *,: ARIZALI TKS veya SIEMENS -SİMKO kalibrasyon merkezfnin yazılı izni olmaksızın, bu kaibrasyon sertifikasının bütününde veya bir kısmında herhangi bir değişiklik yapılamaz ve kısmen çoğaltılamaz. Damgasız ve İmzasız kalibrasyon sertifikalan geçerh değildir. This cettificato may not be changed İn content and mproduced other than in M except wtth the written appmval of TKS or SIEMENS - SİMKO caübration center. CaSbraüon certificates vvithout signature and seal are not vaüd. 371

TARAMALI ELEKTRON MÎKROSKOBU'NUN ENDÜSTRİYEL UYGULAMA ALANLARI VE KALÎBRASYONU f A. Tayfun GÜR A. Soner AKKURT Arçelik A.Ş., Araştırma Geliştirme Arçelik A.Ş., Araştırma Geliştirme Merkezi, Ölçme ve Kalibrasyon Lab. Malzeme Lab. 1. GİRİŞ Hızla gelişen teknolojilerde araştırmacılar mikrometre (fim) veya altındaki seviyelerde oluşan olayları gözleme analiz etme ve doğru olarak açıklamak durumundadır. Ayırım gücü olarak tanımlanan, iki noktayı birbirinden ayırdedebilme yeteneği, çeşitli optik sistemler için farklıdır. İnsan gücünün ayırım gücü, ancak aralarında 2.5 cm mesafe olan iki noktayı 100 metreden ayrı ayrı görmeye yetecek kadardır. Bu nedenle görüntü iletimini sağlayan ışık yollarını merceklerle değiştirerek, daha küçük ayrıntıların görülebilmesine olanak sağlayan cihazlar geliştirilmiştir. Işık mikroskobu, görüntü elde etmek için yararlandığı ışığın büyük olan dalga boyundan ötürü yaklaşık 2000 büyütme ile sınırlıdır. Halbuki görüntü elde etmek için ışık yerine oldukça küçük dalga boyuna sahip elektronların kullanıldığı taramalı elektron mikroskobunda (SEM- Scanninf Electron Microscope) günümüzde 300000 büyütmenin üstüne çıkıl- j maktadır. Bu cihazlara enerji dağılım analizörü (EDS- Energy Dispersive Spectrometer) takı- t. larak elementel mikroanaliz yeteneği de kazandırılmıştır. Yüksek ayınm gücü, odak derinliği ve analizi birleştirmi özelliği, SEM'i, araştırmalarda geniş ölçüde kullanılan bir cihaz haline getirmiştir. Diğer yöntemlerle çok uzun zaman alabilecek aynntılı veri toplama ve bu veri üzerinde yapılan istatistiki işlemler artık mikroişlemcilerle otomatik olarak ve çok kısa zamanda tamamlanabilmektedir. Böylece incelenen malzemenin özellikleri daha kesin ve aynntılı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu nedenlerle, SEM ve EDS'in endüstriyel uygulamalarda kullanımı giderek artmaktadır. Bu çalışmada, Arçelik A.Ş. Araştırma Geliştirme Merkezi, Malzeme ile Ölçme ve Kalibrasyon Laboratuvannın bilgi ve deneyim birikimlerinden yararlanılarak, bu cihazlann endüstriyel uygulamalan ve kalibrasyonlan hakkında bilgiler verilmiştir. J 2. SEM VE EDS'İN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ / 2.1.SEM SEM, katı nesnelerin mikroyapısal karakteristiklerinin analiz ve muayenesi için mevcut olan en çok yönlü cihazlardan birisidir. SEM'I yararlı kılan en önemli özelliklerden biri de elde edilen yüksek ayınm gücüdür. Burada 2.5 nm (25 A) yani 15-20 atomluk iki ayrı detayı ayırdedebilme imkanı vardır. Diğer önemli bir özelliği ise geniş fokus derinliğinin sonucu olarak numune yüzeyinin üç boyutlu görüntüsünün elde edilebilmesidir. Işık mikroskobuna göre 10-100 kat daha fazla fokus derinliği elde edilir. Dolayısıyla bu, numune hakkında çok fazla bilgi verecektir. SEM'in vakum edilmiş ortamında elektron tabancası odasında üretilen elektronlann numunenin yüzeyine çarpmasıyla numunede bulunan elementlere özgü birtakım sinyaller üretilir (Şekil 1). Prensipte, bütün bu sinyaller şekil, bileşim, kristal yapısı, elektronik yapı, dahi- $ li elektrik ve manyetik alanlar gibi numunenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin ortaya çıka-.,' rılmasında kullanılırlar. Örneğin, ikincil ve gerisaçılan elektronlar SEM görüntüleri elde ediminde kullanılırken tarakteristik X-ışınlan elementel analizde kullanılmaktadır. Bu sinyaller, voltaj ve demet akımını kontrol eden konderser ve fokus eden objektif lenslerden hemen sonra bulunan dedektörler tarafından toplanır ve elektrik sinyallerine çevrilirler. 372

X-Işınlan elektron demeti ikincil elektronlar Cathodoluminescence \ \ 1 I / / ^. Gerisaçılan elektronlar Auger elektronları numune ince ise geçebilen elektronlar Şekil 1. Elektron demetinin numune yüzeyine çarparak numuneyle etkileşime girmesi sonucu numunede üretilen bazı sinyallerin tipleri. 2.2. EDS EDS hem taramalı (SEM) hem de geçirgen elekron mikroskoplarına (TEM) takılabilir. EDS'de ilgilenilen sinyaller, SEM'de elektron bombardımanı sonucu numuneden elde edilen ve her elemente özgü olan x-ışınlan sinyalleridir. Karakteristik x-ışınlannın analizi ile çap olarak birkaç mikrometre kadar küçük hacimlerden hem kalitatif hem de kantitatif bilgi % 1-2 hassasiyetle sağlanır. Elektron bombardımanı sonucu numuneden üretilen çeşitli enerjilerdeki karakteristik x-ışınları, EDS dedektörü ucundaki ince bir berilyum (veya Norvar) pencereden geçerek lityum aşılanmış p-i-n tipi silisyum kristali ulaşır. Bu x-ışınlan silisyum kristale çarptıklarında başlangıçta enerjileriyle orantılı olarak değişik enerjili yük atımlara (pulse) dönüştürülürler. Bu yükleri bir öngüçlendirici amplifiye ve entegre eder. Daha sonra bu yükler Pulse Processor tarafından filtre ve entegre edilerek potansiyel (voltaj) basamaklarına çevrilirler ve bir analogdijital dönüştürücüye gönderilmeye hazır hale getirilirler. Bu dönüştürücüde yük darbeleri enerji ve sayımlarına göre sınırlandırılır ve enerji aralığındaki darbe sayısı belirlenir. X-ışınları için depolama alanları (veya kanallar) içeren bir hafızada voltaj değerlerine göre depolanan darbeler her alandaki x-ışını sayım değerine göre Spektral Görüntüleyici vasıtasıyla bir CRT veya yazıcıda.görüntülenirler. 3. SEM VE EDS'NİN ENDÜSTRİYEL UYGULAMALARI SEM ve EDS cihazlarının Arçelik'te çok uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların bir kısmı aşağıda sıralanmıştır. Metal ve metal kaplama yüzeylerin incelenmesi: ana metal analizi, kaplama kalınlıklarının belirlenmesi, kaplamayı oluşturan elementlerin cinsi ve miktarı. Fosfat ve kromat kaplı sac yüzeylerin incelenmesi: fosfat tanelerinin boyutları, şekli ve dağılım karakteristiklerinin tayini. Poliüretan köpük hücre yapılarının incelenmesi: hücre boyutlarının ve anizotropisinin belirlenmesi. Hasar analizleri. Plastik ve boya malzemelerinde kullanılan katkı maddelerinin cins ve miktarlarının belirlenmesi. Çamaşır makinasında yıkanan tekstil ürünlerinin yıkama öncesi ve sonrası yapılarındaki değişikliklerin saptanması. Çok katlı ince folyolarda bu katların oluşum şekli-sıralaması ve kalınlıklarının bulunması. «373

Plastik malzemelerde oksijen, deterjan çözünmesi ve yaşlandırma testleri sonucunda oluşan değişimlerin belirlenmesi. j / 4.EDS'İN KALtBRASYONU VE BELİRSİZLİK HESAPLARI Enerji dağılım spektrometresi ile değişik enerjilerde kaç adet X-ışını fotonunun algılandığı sayılır. Çok kanallı analizörlerde yapılan sayım işleminde her kanal belli enerji sınırlan arasındaki X-ışını fotunu sayısını gösterir. Çok kanallı analizörlerde kanal sayısı 2'nin üstleri şeklinde artırılır veya azaltılabilir. Genellikle kullanılan kanal sayıları 512, 1024, 2048, veya 4096 olabilir. Kanal sayısı yalnızca daha iyi ayırım gücü gerektiği zaman artırılır. Enerji dağılım sistemlerinde kanal numaralan yerine doğrudan enerji kalibrasyonu kullanıldığından, kullanıcının genellikle kanal numaralanyla ilgilenmesi gerekmez. Ancak analiz programları yazılması, değiştirilmesi ve veri transferi gereken durumlarda kanal numaraları, enerji kalibrasyonu ve kanalların bellekteki adresleri arasındaki ilişkinin çok iyi bilinmesi gerekir. j Kullanıcı tarafından bilinmesi gereken en önemli husus spektrumun kalibrasyonudur. / Elektronik devrelerde sıcaklık, nem, titreşim ve elektromagnetik alan gibi ortam şartlarından dolayı zamanla bazı ayar kaymalan olabilir. Bu durum analog sayısal çeviri için de geçerlidir. Kalibrasyon veya doğrulama işlemi hem sıfır ayarlannı ve hemde kazanç ayarlarını içerdiğinden bir tek pike göre yapılmamalıdır. Spektrum kalibrasyonu iki aşamada gerçekleştirilir. Birinci aşamada spektrumun ayınm gücüne bakılır. Bunun için Ka spektrum değeri çok iyi bilinen ve safsızlık değeri %99.999 olan bir Mangan (Mn) numunesine ihtiyaç vardır. İkinci aşamada ise kanal numarasına bakılır. Bunu için ise Ka spektrum değeri çok iyi bilinen ve safsızlık değeri %99.999 olan Bakır (Cu) numunesine ihtiyaç vardır. 4.1 AYIRIM GÜCÜ'NÜN KALİBRASYONU / DOĞRULANMASI Ayınm gücü iki noktayı birbirinden ayırdedebilme yeteneğidir. Algılayıcı üzerine dü- i şen X- Işını enerjisinin tam ölçülebilmesi için bir enerjinin tamamı ile elektron boşluk çiftleri / oluşturulmakta, geri kalan kısmı ise ölçülemeyen diğer dönüşümlerde harcanmaktadır.. Örneğin ısı oluşumu, tüm çekirdek yapıyı kapsayan dönüşümler gibi. Dolayısıyla enerji ölçümü belirli bir hata oranı ile mümkün olmaktadır. Aynı enerjide X-Işınları algılayıcı üzerine düştüğünde, bunlann ölçülen enerjileri tipik bir Gausian (Normal) dağılım vermektedir. Spektrum ayırma gücü ise elde edilen piklerin yan yükseklikteki tam genişliği (Full Width Half Maximum / FWHM) dağılımı gösteren önemli bir parametredir ve aşağıdaki denklemle hesaplanır. FWHM Mna = yin 2 +S 2 Mna Burada N, elde edilen pikin gürültüsünü, S ise istatistiki saçılımı ifade etmektedir. Bu değeri hesaplayabilmemiz için diğer enerjilerinde formüle ilave edilmesi gerekir. İlave edilen diğer enerjiler ile formül aşağıdaki gibi olur. ev. FWHM Mna = yir 2 +2.623^-15460 ev. Bu formüldeki R algılayıcının ayırma gücü için Mn Ka'nın ev. cinsinden enerjisini; E ise X-Işınları enerjisini ifade etmektedir. Mn Ka değerinin ayırım gücü yaklaşım olarak 140 + 5 ev. dur. Teorik olarak hesaplanan bu değerin uygulamada da doğrulanması gerekmektedir. Bunun için standart Mn numunesinden bir spektrum oluşturulması gerekir. Bu spektrum üzerinde yapılan sayım ile bu değerin doğrulanması gerekir. Bu işlem en az on kez tekrarlanarak-, ta spektrumun güvenirliliği belirlenmeli ve ölçüm belirsizliği aralığı tanımlanmalıdır (Şekil.2). j ı 374

Şekil 2 Mn K spektrumunda FWHM değeri. 4.2 KANAL NUMARASININ KALİBRASYONU /DOĞRULANMASI Elektron ile numune etkileşim hacminden çıkan X-Işınlan algılayıcı üzerine düşer. Algılayıcı ve buna bağlı öngüçlendiricide X-Işınlannın enerjisine göre bir bir gerilim atımı (puls) oluşur. Bu gerilim atımı ara güçlendiricide yükseltildikten ve filtrelendikten sonra ölçme ve sayma işlemini yapan çok kanallı analizöre gelir. Burada X-Işınının enerjisine orantılı olan atım yüksekliği ölçülür, bellekte o enerjinin sayısı bi r artırılır. Bellekte toplanan veriler spektrum adı verilen grafiklerle gösterilirler. Her bir elementin tarakteristik X-Işınları değerine göre çok kanallı analizörde ilgili kanal numarasına yerleştirilir. Bu yerleşim bir normal dağılım gösterdiğinden her bir spektrum alt ve üst limitleri vardır. Örneğin, kanal numarasının kalibrasyonunda kullanacağımız Cu elementinin Ka pik değeri 8.050+0.20eV.'dur. Bu işlem için Bakır(Cu) standart numunesinden yeterli sayımda bir spektrum elde edilir. Elde edilen bu spektrum değerinin çok kanallı analizördeki kanal numarasına ve alt/üst limitlerine bakılır (Şekil 3). ŞekiB. Cu elementinin X-Işınları enerjisinin Ka ve Kp spektrumu. 375

4.3 SPEKTRUMUN İSTATİSTİKİ GÜVENİRLİLİĞİ VE ÖLÇÜM BELİRSİZLİĞİNİN İFADESİ / Elektron demeti ile uyarılan numunede X-Işınlannın oluşumu rastgeledir. Belli bir zaman aralığıiçinde kaç adet X-Işını fotonunun oluşacağı önceden kesin olarak bilinemez. Bu ise yapılan ölçümlere bir miktar istatistiki hatanın girmesine neden olur. Bu sayımlardan hesaplanacak analiz sonuçlarının güvenirliliği ve duyarlılığı gibi hususların saptanabilmesi içinde istatistiki hata oram bilinmelidir. Belli bir zaman aralığı içinde oluşan X-Işını fotunu sayısı Gaussian dağılım gösterir. Şekil 2'de gösterilen bu dağılımda x ekseni belli zaman aralığı içinde oluşan foton sayısını, y ekseni ise aynı sayıda foton oluşumunun kaç kere gözlendiğini vermektedir. Belli bir sayıdaki fotonun oluşma olasılığı eğrinin o sayıdaki yüksekliği ile orantılıdır. Normal dağılım eğrisinin altında kalan alan bire eşit olacak şekilde aşağıdaki formülle gösterilir. ı Bu formülde N adet fotonun oluşma olasılığı P N olarak verilmektedir. Gözlenen ortalama foton sayısı ise İV olup bu gerçek ortalamaya en yakın sayı olarak kabul edilir. Bundan sonra yapılacak bir sayımın sonucunun N değerine ne kadar yakın olacağının saptanabilmesi için standart sapma a tanımlanır. Aynı şartlar altında yeni bir foton sayımında bulunacak sayı %68 olasılıkla N değerinden ±a, kadar farklı olacaktır. Benzer şekilde bu sayı %95 olasılıkla +2o, %99,7 olasılıkla +3G kadar farklı olacaktır. Hata oranının tamamıyla kaldırılması mümkün olmamakla birlikte sayım işini birkaç kere tekrarlayarak istatistiki duyarlılık arttırılabilir. Sayımdaki relatif hata yüzdesi aşağıdaki formülde görülen şekilde değişir. I 4W Re latif. Hata. Yüzdesi = =-.100 = p= N y/n J Relatif hata yüzdesi toplam sayının kare kökü ile ters orantılı olduğundan, sayı arttıkça /. hata azalır. Veri toplama işlemini belli bir sayıya gelinceye kadar yapıp, sonra analiz hesaplarına geçilmesi gerekir. Burada kritik olan hata oranını belirlenen sınırın altına indirmek için en az kaç fotonun sayılması gerektiğidir. Bu sayının belirlenmesinde yukarıdaki formülden yararlanılır. Örneğin %1 hata ile sayım yapılmak isteniyorsa enaz 10.000 fotonun sayılması gerektiği görülmektedir. Yapılacak analiz hesaplarından sonra bileşimdeki hata yüzdesini belirlemek için Ziebold aşağıdaki formülü önermiştir (1). 233 ı Bu formülde N ortalama foton sayısını, n ise sayım işleminin kaç kere tekrarlandığıdır. Bu formüle göre bileşimde %1'lik bir hata ile analiz yapılması istenildiğinde 54.289 foton sayılması gerekmektedir. Bu örnekteki %1 hata, ölçülen elementin bileşimdeki yüzdesinin %1 hata ile belirlenmesidir. Bu durumda, örneğin bileşimdeki oranı %5 olan bir element %5+0.05 376

hata oranı içinde, bileşimdeki yüzdesi %45 olan bir başka element ise %45+0.45 hata ile belirlenecektir. Bileşimdeki küçük farklılıkların belirlenmesi gereken durumlarda gerekli sayım şartlarını saptamak içinde bu formülden yararlanılabilir. Örneğin bileşimdeki oranı %12 olan bir elementin tane içindeki oranı ile tane sınırlarındaki oranı arasındaki farkın %0,l den fazla olup olmadığının saptanması istenildiğinde, bu farkın algılanabilmesi için gerekli sayım bulunabilir. Bileşimin %12'sini oluşturan bir element %0,1'lik fark (0,1*100/12=0,833) %0,833'lük bir hata oranını göstermektedir. Bileşimin tane içinde ve sınırında bu hassasiyetle saptanması için ise yukarıdaki formüle göre; 0833 " N =? 8 2 3 9 Sa y ım g ereklidir - Benzer şekilde daha önce yapılmış bir ölçümle saptanabilecek en küçük bileşim farkı da belirlenebilir. Örneğin bir numuneden alınan 50.000 sayımla bir elementin %6 oranında bulunduğu hesaplanmıştır. Buradaki hata, 233 % hata =. = 1,04 Ölçülen element %6'yı oluşturduğuna göre; Elementteki %hata= 1*6/100=0.06 yani %6±0.06'dır. Yukarıdaki analizde yalnızca istatistiki dalgalanmaların yaratacağı belirsizlikler incelenmiştir. Bu tip belirsizlik A tipi belirsizliktir.. Bu tip belirsizlik kaynağına ilaveten B tipi belirsizlik kaynaklarından saydığımız algılayıcının belirsizliği ve kullanıcı hatalarımda ilave etmek gerekir. Bunlanda ilave ettiğimizde toplam ölçüm belirsizliği aşağıdaki formülle hesaplanır. ±u=k y j(aîipi ı ) 2 +{Atip ı f+...a{btipi { ) 1 +(Btipi 2 f+... Bu formüldeki k sabiti güvenirlilik seviyesini göstermiktedir. 5. KAYNAKÇA 1. Dr. Hüseyin YORUCU, Dr. Osman T. ÖZKAN, Sertaç ÖZEN, Zülal MISIRLI, Sema ONURLU., "Malzeme Biliminde Taramalı Elektron Mikroskobu'na giriş ve enerji dağılım spektrometresi" TÜBİTAK, Gebze 1986 2. Barbra L. GABRIEL., "SEM: A User's Manual for Materials Science" American Society for Metals, 1988 3. Noran Instruments., "Voyager II X-ray Quantitative Microanalysis 2100/2110 System with Digital Imaging" Reference Manual 950A119778, The Netherlands 1993 377

TERAZİ KALIBRASYONU MAK. YÜK. MÜH. NEVZAT YÜKSEL TÜRK STANDARDLARI ENSTİTÜSÜ METROLOJİ ve KALIBRASYON MERKEZİ MEKANİK KALİBRASYON MÜDÜRLÜĞÜ TERAZİLERİN SINIFLANDIRILMASI Teraziler OIML talimatlarında ve EN 455Ol'de belirtilmiş olan doğruluk derecelerine göre dört sınıfa ayrılmıştır(bkz. Tablo 2). - Çok Hassas Teraziler I - Hassas Teraziler II - Ticari Alanda Kullanılan Teraziler III - Kaba Teraziler(Kantar) IV Tablo 2. Terazi sınıflandırma tablosu [2] Doğruluk sınıfı Ayar Sabiti e Ayar sabiti sayısı n=max/e minimum maximum Çok Hassas Teraziler I O.OOlg < e 50,000 Hassas Teraziler II 0.00 lg < e < 0.05g 100 100,000 Minimum Alt Limit 100e 20e O.lg < e 5,000 100,000 50e Ticari Teraziler III O.\g <e<2g 100 10,000 20e 5g<e 500 10,000 20e Kaba Teraziler IV 5g<e 100 1,000 10e 378

TERAZİ ÜZERİNDE BELİRTİLMESİ GEREKEN BİLGİLER - Terazinin ismi veya üretici markası bulunmalıdır. - Terazinin doğruluk sınıfi aşağıdaki şekilde belirtilmelidir. Çok Hassas Terazi Hassas Terazi Ticari Teraziler Kaba Teraziler - Terazinin maximum kapasitesi, - Terazinin minimum kapasitesi, - Ayar sabiti (e), - Bölüntü değeri (d veya dd) belirtilmelidir. TERAZİLERİN KULLANIMINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR A) Çevre şartları - Hava basıncı - Sıcaklık -Nem - Hava akımı (Türbülans) - Titreşim B) Güç devresine bağlı olmayan olumsuz etkiler - Elektrik alanı - Manyetik alanı - Elektrostatik yük C) Güç devresinden kaynaklanan olumsuz etkiler - Gerilim dalgalanması - Kısa süreli elektirik kesintisi - Diğer elektirikli cihazların olumsuz etkileri D) Sıcaklık etkisi - Çok hassas ve hassas teraziler (I.ve Il.sınıf) +10 C ile + 30 C arasındaki ortam şartlarında kullanılmalıdır. - Ticari ve kaba teraziler (III. IV. sınıf) ise -10 C ile 40 C arasındaki ortam şartlarında kullanılmalıdır. 379

TERAZİ KALIBRASYONU ve KALIBRASYON TALİMATLARI A) SAPMA SINIRI DEĞERLERİ Kalibrasyonuna başlamadan önce terazinin doğruluk sınıfina göre sapma sınırlan mutlaka belirlenmelidir. Bu sınırlar Tablo 3.'te verilmiştir. Üretim sonrasındaki ilk kalibrasyonda sapma sınırlan 0.5e, le, 1.5e olmalıdır, bunu müteakip kalibrasyonlarda ise sapma sınırlan le, 2e, 3e olarak belirlenir. 3e 2e e - e -2e -3e Şekil 2 Sapma sınırlan Tablo 3. Sapma Sınırlan [2] Çok Hassas Terazi Hassas Terazi Ticari Teraziler Kaba Teraziler Doğruluk Derecesi I II III IV Yükleme Min < 50000e Min <m<5000e Min <m< 500e Min <m<50e SAPMA SINIRLARI ±le Boşaltma ±2e Yükleme 50000e)m > 0 50000e(/w < 200000e 5000e>/w > 0 5000e</w < 20000e 500e)m > 0 500e</M < 2000e 50e)m > 0 50e(/w < 200e ±3e Yükleme m>200000e m>20000e m>2000e m>200e B) KALİBRASYON ESNASINDA ÖLÇÜLEN PARAMETRELER Terazi kalibrasyonunda aşağıda belirtilen beş temel prensip sırası ile uygulanır. 1) Duyarlılık Testi 2) Tekrarlanabilirlilik Testi 3) Köşe yükü Testi 4) Linearite Testi 5) Histerezis Testi 1) Duyarlılık Testi Ölçme cihazı tepkisindeki değişimin, uyanmda ona karşılık gelen değişme oranı bulunur. Bu işlemi kısaca, terazinin hissedebileceği en küçük ağırlık değişimi olarak özetleyebiliriz. 380

2) Tekrarlanabilirlilik Testi Aynı ağırlık ile yapılan ölçümlerde (10 ölçüm) elde edilen standard sapmanın, ağırlığın içinde bulunduğu sapma sınırının 1/3'ne tekabül eden değerden küçük olması gerekmektedir. 3) Köşe yükü Testi Terazinin maximum kapasitesinin 1/3'ne karşılık gelen ağırlığın,terazinin kefesinin orta noktası ve köşelerine konarak okunan değerlerinin ağırlığın içinde bulunduğu sapma sınırından küçük olması gerekmektedir. 4) Linearite testi Minimum ölçme kapasitesinden maximum ölçme kapasitesine kadar olan aralıkta, linear olarak arttınlan ağırlıkların teraziden okunan değerleri ile gerçek değerleri arasındaki fark, terazi için belirlenen sapma sının değerleri içerisinde olmalıdır. 5) Histerezis testi Maximum kapasiteden minumum ölçme kapasitesine doğru azaltılarak giden ağırlık değerlerinin gerçek değerlerine yakınlığı, olması gereken sapma sının değerleri içerisinde olmalıdır. ÖLÇME BELİRSİZLİĞİ Terazi kalibrasyonunda kullanılan ölçme belirsizliği hesaplama yöntemi ve formulasyonu aşağıda açıklanmıştır. Toplam Belirsizlik : k=2 (%95 Güven Aralığı) \2 / \2 ipi yy^ölçüm) ' \~Re/j ^{^okuma) ' \"T.rerJ ] a) S öl üm = Terazinin tekrarlanabilirliğinden gelen standard sapma b) ^Re f ~ Referansın (ağırlığın) standard sapması c) S Okuma = Okuma belirsizliği d) S TPerf = Terazinin drifti(performansı) a) Terazinin tekrarlanabilirliğinden gelen standard sapma n X - n n=ölçüm sayısı(5 ölçümden az olmamalı) standard sapma 381

S ölç üm - f= t\ n= 10 olduğunda t= 1 b) Referansın (ağırlığın) Standard sapması / S Kct = U Re^ = Referansın sertifikasından alınan belirsizlik değeri 2 c) Okuma belirsizliği V okuma = Terazinin çıplak gözle okunabilen en küçük değeri l" 1 _ okuma k Okuma ~ r\ d) Terazinin drifti(performansı) j Terazinin üreticisi tarafından verilen drift KALIBRASYON SERTİFİKASI TANZİMİ Kalibrasyon sertifikası, kalibrasyon talimattan doğrultusunda hazırlanmalıdır. Sertifikanın ilk sayfasında terazinin sahibi, kullanılan referans ağırlıklar, terazi hakkında bilgiler, kalirasyonu yapan uzmanın adı ve unvanı, kalibrasyon tarihi ve onay yer almalıdır. Sertifikanın ikinci sayfasında ise temel kalibrasyon prosedürlerinin sonucunda elde edilen ölçüm değerleri yer almalıdır. KAYNAKÇA [1] METTLER, Dictionary of Weighing Terms. [2] The European Standard EN 45 501: 1994, Metrological aspects of non-automati vveighing instruments. [3] METTLER, Wâgelexikon. [4] RAT, Rechtlinie des Rates, 1973. 382

TOPLAM KALİTE KONTROL MALİYETLERİ BİLEŞENLERİNDE TEST VE ÖLÇME ALETLERİNİN YERİ İLE KALİBRASYONUN ÖNEMİ A. Tayfun GÜR Santim NEMLİOĞLU A rçelik A.Ş., Araştırma Geliştirme Ar çelik A.Ş., Kalite Planlama Yöneticiliği Merkezi, 1. GİRİŞ Bir ülkenin teknolojik, sosyal, kültürel ve ekonomik gelişme düzeyinin en inandırıcı kanıtlarından biri, kuşkusuz ki, ürettiği mal ve hizmetlerin kalitesidir. Bol, çeşitli ve düşük maliyetli üretim bu konuda güvenilir bir kanıt sayılabilirse de, kalite, bunların üstünde, bilimsel, teknolojik ve sosyo-kültürel bir birikimi gerektirir. Her şeyin en iyisini yapmak ve başarmak, aslında, insanoğlunun temel eğilimlerinden biridir. Bu eğilim, gelişme ve yükselmenin temelidir. İşletmelerde ve genel olarak tüm kuruluşlarda, üretilen mal ve hizmetlerin kalitesinin önemi daha da açıktır. Özellikle, rekabet ve serbest piyasa düzeninin hakim olduğu ülkelerde, kalitenin, çok zaman fiyattan da önemli bir yer tuttuğundan kuşku duyulmaz. Eskiden, önce bir mal veya hizmetin sadece üretilmesi önemli idi. Ancak, günümüzdeki toplam kalite yönetimi modellerinde üretilen mal ve hizmetlerin maliyeti de önem kazanmıştır. Bu yeni modellerde, verimlilik işletmeciliğin temel amaçlarından biri haline gelmiştir. Yüksek kaliteye ulaşabilmek için, önce kalitenin iyi planlanması, yani kalite standartlarının isabetli olarak belirlenmesi gerekir. Bundan sonra, uygulamadaki kalitenin saptanması, sonra da bu ikisinin doğru olarak karşılaştırılması ve sapmaların saptanması zorunluluğu vardır. Ancak bu işlemlerin başarılı bir biçimde sonuçlandırılması halinde, iyi bir kalite yönetimi' nden söz edilebilir. Böylelikle, bundan sonra sapmaların nedenlerini bulmak ve bu nedenleri ortadan kaldıracak önlemleri almak mümkün olur. Bütün bunların sonucu, daha iyi, daha kusursuz ve noksansız mal ve hizmet üretmektir. Bu makalede, toplam kalite yönetimi çerçevesinde üretilen mal ve hizmetlere etki eden kalite kontrol maliyet bileşenleri ele alınmış ve bu maliyetleri azaltmak amacıyla kullanılan önlem maliyetleri ile ölçme ve değerlendirme maliyetleri kapsamında yer alan ölçme ve kontrol cihazlarının doğruluğunun bilinmesi "kalibrasyon" ve bunlara bağlı olarak iç ve dış başarısızlık maliyetleri konusu incelenmiştir. 2. KALİTE KONTROL MALİYETLERİ Üretilen mamulün maliyetini düşürerek karlılığı artırmak işletme yönetiminin en geçerli temel amacıdır. Bir ürünün kalitesi herşeyden önce satılabilirliğini etkiler ve rekabete dayanma şansını artırır. Ürün maliyeti satış miktarının karlılığını doğrudan etkilediğine göre, ürün kalitesi için yapılacak harcamaların yakından izlenmesi ve kontroluna önem verilmesi gerekir. Kalite 383

düzeyi tüketicinin isteğine uygun saptanmış bir ürünün iyi bir fiyatla satılması ve işletmenin karlılığını artırması beklenir. Güvenirliği yüksek, fiyatının karşılığını veren bir ürün rakiplerine karşı güçlü duruma geçer. Bir ürünün kalite düzeyinin teorik olarak tasarlanması ve üretim sonunda tasarlanan kalitenin gerçekleştirilmesi aslında çeşitli kalite kontrol maliyetlerinin optimizasyonu probleminden ibarettir. Ancak uygulamada, kalitenin değeri ve maliyetine ilişkin maliyetleri tespit etmek sanıldığı kadar kolay değildir. Örneğin, tüketicinin kalitedeki belli bir artışa karşılık ödemeye hazır olduğu miktarın saptanması ayrıntılı ve geniş kapsamlı pazar araştırmaları ile mümkün olur. Benzer şekilde muayene maliyetlerinin değerlendirilmesi ve ekononomık muayene miktanmn saptanması da çeşitli bilgilerin toplanıp incelenmesini gerektirir. 3. KALİTE MALİYET BİLEŞENLERİ Bir ürün veya hizmetin maliyetini oluşturan sayısız denecek kadar çok faktör vardır ve bu konu ile ilgilenmeyen işletme departmanı yoktur. İlgili leteratürlerde maliyetler genellikle sermaye maliyetleri ve faaliyet maliyetleri olmak üzere iki ana grupta toplanır. Yukarıda belirtilen kalite kontrol maliyetleri arasında bağımlılık vardır. Yani birindeki değişme diğerlerini de etkiler. Bu nedenle kalite kontrol maliyetleri arasında uygun bir dengenin kurulması önem taşımaktadır. Seki.1' de İktisadi analiz teoremlerine göre çizilen grafikte görüldüğü gibi, uygunluk kalitesini yükseltmek amacı ile önlem maliyetleri artırıldığında iç ve dış başarısızlık ile ölçme ve değerlendirme maliyetlerinde azalma meydana gelmektedir. Şekil. 1 Kalite kontrol maliyetleri arasında uygunluk kalitesine göre uygun denge noktasının araştırılması. İyi bir planlama ve organisazyon sonucu muayene ve test sayılarının azalması ile iç ve dış başarısızlık yüzdesinin küçülmesi doğaldır. Bu üç ana maliyet grubu arasındaki ilişkiler bir minimum toplam kalite kontrol maliyeti (TKKM) oluşturacak niteliktedir. Nitekim bu üç eğrinin ordinatlarının toplanması ile çizilen TKKM eğrisi bir Qo noktasında minimum değerini alır. Kalite kontrol faaliyetlerinin yoğunluğu Qo uygunluk kalitesini gerçekleştirecek biçimde planlanırsa TKKM minimum değerini alır 4. KALİTE KONTROL MALİYETLERİNİN ANALİZİ Bir ürünün maliyeti kuşkusuz kalite kontrol için yapılan harcamalarıda içerir. Fakat kalite kontrol yöneticiliklerinin faaliyetlerini etkin biçimde yürütebilmek için kalite kontrol maliyet unsurlarının ayrıca ölçülmesi ve uygun kriterlere göre karşılaştırılması gerekir. Kriterlerin 384

seçiminde pratik ve kolay ölçme olanağı, işletme büyüklüğü, imalat teknolojisi ve ürün tipi faktörleri gözönüne alınmalıdır. Bu bölümde, Şekil.2' de verilen kalite maliyet bileşenlerini kullanan Arçelik A.Ş. Çayırova Çamaşır Makinesi İşletmesi' nin, 1991-96 yılları arasında elde etmiş olduğu veriler kullanılmıştır. Arçelik A.Ş. İşletmelerinde faaliyet maliyetleri grubu dört başlık altında toplanmıştır. Bunlar; Önlem maliyetleri, ölçme ve değerlendirme maliyetleri ile iç ve dış başansızlık maliyetleridir. Kalite Kontrol Maliyetleri Faally et maliyetleri J ' f Yatını im Maliyetleri f* A. Önl<-m maliyetleri B. Ölçme ve değerlendirme maliyetleri C. ly başarısızlık maliyetleri D. Di; başarısızlık muliyt-heti Kalite Planlama \ Öiçiim ve test cihnzlan I Yeniden işleme / Tamir Garanti g: derlen Yeniden test / Muayene -j Nakliye hasar gider! tr, KaMe lyüeştırme programian ] I Proses kontrolü \ Gen iadeler Tasarmı geliştirme j j Son muavene ve testler \ Anza bakınılan j ödenen tazminatla! j Ekipman iyileştirme / geliştirme J Ürtm kalite denetiiıılen - Servis İşi Personel ve idare pderlen t Yardımcı sanayi değerlendirme j Laboratuvarlar Servis İşi amortisin a ı gıderlen (Önleyici bakını 1 Servis İşi eğitini gk't rleri ( Ürün belgelendirme ve değerlendirme -\ölçm cihazlarının kalibrasyon, \ Çevre çuh^maları Şekil.2 Kalite Kontrol maliyetlerinin bileşenleri. Bu bileşenler ile elde edilen kalite kontrol maliyetleri (Tablo. 1), toplam kalite maliyetleri (TKKM) ile oranlanmış ve satış gelirleri (SG) ile karşılaştınlmıştır(şekil.3-4). Böylelikle yöneticiler tarafından kolay anlaşılır ve diğer fınansal analizlerle de karşılaştırma olanağı sağlamıştır. Tablo- 1 Kalite maliyetleri bileşenlerinin TKKM oranlan Yıllar Önlem maliyetlerinin TKKM' ne oranı 1991 18.89 1992 27.36 1993 27.97 1994 30.25 1995 53.32 1996 51.35 Ölçme ve değerlendirme maliyetlerinin TKKM' ne oranı _1%) 38.48 36.32 37.36 42.98 23.34 2.74 İç ve dış başarısızlık maliyetlerinin TKKM' ne oranı (%) 42.63 36.33 34.67 26.77 23.34 21.23 TKKM / SG oranı 2.32 2.52 2.15 1.97 1.68 2.26 385

60,0 S 0.0 4 0.0 -t: Önlem maliyeti / TK.KM *-. _ \ i ç ve dış başarısızlık maliyeti.'t KK ^ r ~ - - - «*/v Ölçme ve değerlendirme maliyeti / T KK.M 1993 1994 Zaman [yıl ] Şekil. 3 Kalite maliyetleri bileşenlerinin satış gelirleri ile karşılaştırılması. Bir değişkenin zaman boyutu içindeki değişimini incelerken birkaç kritere dayanmak daha sağlıklı karar verme olanağını artırır. Örneğin mali analizlerde, finansal oranlardan sadece birinin işletme durumunu tam yansıtmadığı bilindiği için çeşitli oranlar gözönüne alınarak değerlendirme yapılır. Aynı kural kalite kontrol maliyetleri analizi için de geçerlidir. Şekil 3' deki grafikte üç farklı kritere göre hesaplanmış kalite kontrol maliyet oranlarının altı dönem içindeki değişimi gösterilmiştir. İşletmelerimizde üretilen mal ve hizmetlerde, yapılan ölçümlerin bir maliyeti vardır. Ancak hatalı ölçümlerin maliyeti daha yüksektir. Bu sebebten dolayı önlem maliyetleri, ölçme ve değerlendirme maliyetleri ile iç ve dış başarısızlık maliyetleri birlikte değerlendirilmiştir. Bu grafiğe göre; 1991-92 yıllan arasında önlem maliyetleri artırılmış ve buna bağlı olarak ölçme ve değerlendirme maliyetleri ile iç ve dış başarısızlık maliyetlerinde bir düşüş gözlenmektedir. 1992-93 yıllan arasında önlem maliyetlerinde üretim toleranslarında yapılan değişiklikler sonucu bir durgunluk yaşanmış ve bunun sonucu olarakta ölçme ve değerlendirme maliyetlerinde bir artış olmuştur. Buna bağlı olarakta başansızlık maliyetlerinin azalma eğilimi yavaşlamıştır. 1993 yılında yeniden yapılanma faaliyetlerine girişen firmamız, 1993-94 yıllan arasında daha önceden belirlenen tasanm ve üretim toleranslan doğrultusunda yeni test ve ölçü aletleri yatırımı yapmıştır. Yapılan bu yeni yatırımlarla teknolojik cihaz parkını yenilemiş, ancak bunun sonucu ölçme ve değerlendirme maliyetlerinin artması engellenememiştir. Yapılan bu yeni yatırımların ne kadar isabetli kararlar olduğu 1994-96 yılları arasında ölçme ve değerlendirme maliyetleri ile başansızlık maliyetlerinin çok hızlı düşüşleri ile gözlemlenebilmektedir. TKKM' nin satış gelirlerine oranı birçok araştırmacıya göre %2.5 oranında olmalıdır. Örneğin Japon otomativ sanayiinde bu oran % 2.5-4.0 arasındadır. Şirketimizde ise bu oran % 1.5-2.5 arasındadır ki bu oran oldukça sevindiricidir (Şekil. 4). 386

0,0 1991 1992 1993 1994 Zam an [ yıl ] 1995 1996 Şekil.4 Toplam Kalite Kontrol Maliyetlerinin satış gelirlerine oranı Buna paralel olarak teknolojik cihaz parkının yenilenmesi bu cihazların doğruluğunun güvence altına alınması yani kalibrasyonun öneminide artırmıştır. Bu konu ile ilgili alınan önlemler ile kalibrasyon konusu güvence altına alınmıştır. Önlem maliyetleri kapsamında olan kalibrasyon konusu ile ilgili önlemler arasında Ar-Ge Merkezinde ve işletmelerimizde kurulan Ölçme ve Kalibrasyon Laboratuvannı sayabiliriz. Bu laboratuvarlanmızın görevi, Arçelik AŞ. bünyesinde ürüne yönelik her türlü kalite faaliyetlerinde kullanılan ölçme aletleri ve bunların doğruluğunun güvence altına alınabilmesi için kullanılan etalonlar ile ilgili sistem oluşturmak, bu sistem içersinde bütün ölçme alet ve cihazlar için firma standartlarını oluşturmak, araştırma yapmak, incelemek, edinilen bilgiyi doküman hale getirmek, dağıtmak ve saklamak, eğitim ihtiyaçlarını belirlemek ve karşılamak, elde edilen ölçüm sonuçlarının ulusal ve/veya uluslararası standartlara izlenebilirliğini sağlamaktır. 5. SONUÇ Kalite kontrol maliyetlerinin analizi ile varılan sonuçlar geleceğe yönelik kararların dayanağını oluşturur. Ancak analiz sonuçlan kadar önemli bir başka husus amaçların ve standartların önceden belirlenmiş olmasıdır. Bu nedenle, içinde bulunulan üretim sektörü ile ilgili standartlardan veya işletmenin geçmişteki deneyimlerinden yararlanma olanağı yoksa, yeterli tecrübe elde edilinceye kadar, bir deneme süresi içinde sadece bilgi toplanıp analiz yapmakla yetinilir. Saptanacak standartlar arasında maliyet grublannın herbiri üzerindeki etkilerine ilişkin değerler veya limitler bulunabilir. Örneğin, önlem maliyetlerindeki birim artışların iç ve dış başarısızlık maliyetlerinde meydana getirdiği azalma ve bunun limiti belirlenebilir. Yönetici bir noktadan sonra önlem faaliyetlerine daha fazla para harcamanın yaran olmadığını bilirse TKKM' ni düşürecek başka çareler araştırma yoluna gidebilir. Benzer şekilde, müşteri şikayetleri, ıskarta ve tamir maliyetleri, muayene sıklığı ve personel sayısı gibi maliyet unsurlannın birbirleri üzerindeki etkilerini belirleyen standartlar oluşturulabilir. Ancak bu konuda somut rakamlar elde etmenin pek kolay olmadığı unutulmamalıdır. Diğer taraftan aynntılarla ilgili amaç ve standartlann öncelikle işletmenin genel durumu ve üst yönetimin politikalan ile çelişkiye düşmemesine dikkat edilmelidir. Kalite kontrol maliyetlerinin analizi sonucunda yöneticinin birçok konuda bilinçli ve isabetli kararlar almasını sağlayan bilgiler elde edilebilir. 387

/. Proses kalitesinin kontrolü : Ürün veya proses cinslerine göre ayrılmış Kalite kontrol maliyetleri, üretim işlemlerindeki hatalar veya kusurlu parça üretimine neden olan kaynaklar üzerindeki muayene faaliyetlerinin hangisinin azaltılması veya yoğunlaştırılması gerekliliğini, belirler. f 2. Kalite kontrol faaliyetlerinin değerlendirilmesi: Kalite kontrolün planlama, dizayn, muayene, önlem gibi çeşitli faaliyet grublarına yapılan masraflarla elde edilen sonuçlar, yani sağlanan yararlar para cinsinden kıyaslanır. Faaliyetlerin ağırlıklarının değiştirilmesi, yeni yatırımların yapılması ve etkinliğin artırılması yolunda kararlar alınabilir. 3. İnsan kaynaklarının planlanması: İşletmelerde önemli bir maliyet unsuru olan kalite kontrol personelinin, faaliyet grublarına dengeli dağılımı, performanslarının değerlendirilmesi ve yeni eleman gereksinimlerinin ekonomik gerekçelere dayandırılması maliyet-etkinlik analizleri yardımı ile sağlanır. 4. Bütçeleme: Kalite kontrol yöneticilikleri geçmiş yıllara ait faaliyetleri değerlendirerek gelecek yıla ait gereksinimlerini saptayabilir. Sağlam maliyet analizlerine dayanan isteklerinin genel işletme bütçesi içindeki yerini ve önemini üst yönetime karşı gerekçeleri ile savunabilir. Böylece bir yandan üst yönetimin daha kolay karar vermesine yardımcı olurken, diğer yandan kendi sorumluluğuna düşen görevleri yerine getirerek mali olanakları elde etmiş olur. 5. Tüketici ile ilişkilerin düzenlenmesi: İşletme ile tüketici arasında çeşitli departmanları ilgilendiren ilişkiler vardır. Bunlar arasında ürün garantisi, şartnamelerin düzenlenmesi, servis hizmetlerinin görülmesi, şikayetlerin değerlendirilmesi vb. Sorunlar Kalite kontrol maliyetlerinin analizi ile daha kolay ve rasyonel biçimde çözüme kavuşabilir. 6. KAYNAKÇA 1. Doç Dr Müh Bülent KOBU, "Endüstriyel kalite kontrof Basım yayıncılık., İstanbul, 1981 2. Alan S. MOORIS, " Measurement & Calibration for Quality Assurance" Prentice Hail International (UK) Ltd., 1991 3. W Edwards DEMING, "Krizden çıkıf Arçelik AŞ. İstanbul, 1996 4. Arçelik AŞ Çamaşır Makinesi İşletmesi, KGY "1991-96 Kalite maliyetleri yıllık raporları" İstanbul, 5. Mak Yük Müh Sabri ÇİĞDEM, "Kalite Maliyetleri" Koç Holding AŞ. Eğitim ve Geliştirme Merkezi, İstanbul., 1997 388

TORK STANDARDLARININ OLUŞTURULMASI VE SANAYİYE TRANSFERİ Çetin DOĞAN, Sinan FANK, M. Aftab UDDIN, Hayrettin PARLAKTÜRK TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü ÖZET Sanayide sıklıkla kullanılan tork araç ve gereçlerinin, güvenle kullanılabilinmesi için kalibrasyonlarımnda istenilen doğrulukta yapılabilinmesi gerekmektedir. Bu amaçla, bu makalede Ulusal Metroloji Enstitülerinde tork standardının oluşturulmasında ve tork dönüştürücülerinin kalibrasyornında kullanılan tork standardı makinalarına yer verilmiştir. Tork standardı makinalarının temel prensipleri ortaya konarak, oluşturulan tork standardının sanayiye transferine değinilmiştir. Anahtar kelime: Tork standardı makinası, tork ölçüm zinciri. 1. GİRİŞ Endüstiride yaygın olarak kullanılan tork ölçme araçları (tork dinamometreleri, tork dönüştürücüleri, tork anahtarları, torkmetreler v.b) doğru olarak ölçüm yapabildikleri sürece kaliteli ürünlerin imalatına ve doğru testlere olanak sağlarlar. Bu nedenle tork ölçüm cihazlarının yüksek doğrulukta ve uluslararası ölçüm zincirine bağlanmış olarak kalibra edilmeleri gerekmektedir. Ülke içindeki ölçümlerin ulusal ve uluslararası harmonizasyonunu sağlayan kuruluşlar olarak metroloji enstitüleri gerekli standartları bünyelerinde bulundurarak birincil düzey laboratuvarlannı kurarlar. Bu amaçla, birincil düzey laboratuvarda kullanılan tork standardı makinalanna, tork ölçme zincirine ve Ulusal Metroloji Enstitüsünün (UME'nin) hedeflerine bu makalede yer verilecektir. 2. TORK STANDARDI MAKİNALARI Her ülkenin kendi Ulusal Metroloji Enstitüsü bünyesinde kurulan tork standardı ve tork ölçüm laboratuvan torku, uzunluk ve kuvvet gibi iki temel büyüklüğü kullanan tork standardı makinalannda gerçeklerler. Tork standardı makinalan (TSM), torku gerçeklerken torkun tanımını kullanan makinalardır ve statik tork ölçümünü esas almaktadır. Bu tanıma göre tork, bir kuvvetin bir nokta üzerinde yaratığı döndürme etkisidir ve aşağıdaki şekilde ifade edilir. Kuvvet = Uzunluk (Kuvvet kolu) x Kuvvet 'T - r^ (!) T = r x F 389

TSM'lannda kuvvet kolunu oluşturabilmek için rijit bir manivela kullanılır. Kuvveti oluşturabilmek için, ölü ağırlık diye adlandınlan yerçekimi etkisine bırakılmış kütleler kullanılır. Kuvveti oluşturabilmek için bunun dışında hidrolik sistemler veya elektrikmotorlu sistemler de kullanılmaktadır. (Şekil. 1) Karşı yatak motoru Tork Dönüştürücüsünün, monte edildiği bölge Karşı yatak Manivela salınım ekseni Tutucular U JJ L L Ölü ağırlıklar (Kütle seri) Kuvvet kolu Yataklama elemanı Kuvvet ile Manivelanın Bağlantı elemanı Şekil. 1. Ölü ağırlıklı tork standardı makinasının şematik görünümü. Tork vektörel bir büyüklük olduğundan, hem uzunluk vektörünün hemde kuvvet vektörünün yönü iyi belirlenmelidir. Ancak bu durumda tork istenilen doğrulukta oluşturulabilir. Bu güne kadar yapılan TSM'lannda kuvvetin yönü kolaylığından dolayı pozitif yerçekimi yönünde alınmıştır. Bu durum özellikle kuvveti oluşturmak için ölü ağırlıklann kullanıldığı makinalarda büyük kolaylık sağlamaktadır. Uzunluk (kuvvet kolu) vektörünün doğrultusu ise yine 390

pratikliğinden dolayı kuvvet kolunun yer yüzeyine paralel olması ile sağlanmaktadır. Böylece uzunluk ile kuvvet arasındaki açı hep dik iken (K/2) tork gerçeklenmektedir. Yüksek doğrulukta tork birimini gerçekleyebilmek için TSM'lannda kuvveti oluştururken ölü ağılıklar kullanmak gerekmektedir. Çünkü en küçük belirsizlik değerine ancak bu prensibi kullanan sistemlerle ulaşılır. Bu nedenle tork biriminin geçeklenmesini daha iyi anlayabilmek için (1) nolu formülden de anlaşılacağı gibi kuvvetin nasıl oluşturulduğuna bakmak gerekir [1] Kuvvet biriminin gerçeklenmesinde elde edilen en küçük belirsizlik 2/ 10 dir. Bu belirsizlik düzeyine erişebilmek için kullanılan kütleler (ölü ağırlıklar) en az 2 x 10 " 6 düzeyinde bir belirsizlikle saptanmalıdır. Unutulmamalıdır ki kuvveti oluşturan kütleler, havanın kaldırma kuvveti ve yerel yerçekiminin etkisi altındadır. Havanın kaldırma kuvveti ve yerçekimi etkisi altındaki bu kütlelerin oluşturduğu kuvvet ve ona bağlı olarak tork şöyle formülize edilir. Kuvvet = Kütle xyerel yerçekimi ivmesi = m g yerel = K m - g y m l (\ - P kütle (2) nolu denklem yeniden hatırlanırsa, ı T = f x F T = I F -sin(0) T = I F -sin(/r 12) (3) nolu denklem (5) nolu denklemde yerine konursa (4) ( 5 ) T = I. K -m - g v e r e l.{\ - p kütle I 2) r Uzunluk vektörü / : Kuvvet kolunun uzunluğu... 8 : Uzunluk vektörü ile kuvvet vektörü arasındaki açı. TSM'da bu açı her zaman 7i/2'ye eşittir. K : Oran katsayısı. SI birim sisteminde bu oran l'e eşittir. m gyerei Phava p kütle ; Yer Ç ekimi ivmesinin etkidiği cismin kütlesi, : Yerel yerçekimi ivmesi, : Havanın yoğunluğu, ; Yerçekimi ivmesinin etkidiği cismin yoğunluğu'dur Oluşturulan torkun yüksek doğrulukta olması için sadece kuvvetin en düşük belirsizlikle oluşturulması yetmemektedir, bununla beraber kuvvet kolunun ve kuvvet kolu ile kuvvet arasındaki açının iyi belirlenmesi ve son olarak oluşturulan torkun en az kayıp ve en az yan etkiylede aktarılması gerekmektedir. 391

Torkun oluşturulması sırasında, kuvvetin uygulanmasıyla birlikte manivelada deformasyon ve dönme oluşur. Buda manivelanın yere göre paraleliğinden sapmaya (yani kuvvet kolunu oluşturan vektörün değişmesine) ve kuvvet kolu ile kuvvet arasındaki açının ise değişmesine neden olmaktadır. Bu değişimler, gerçeklenmek istenen tork değerinin doğruluğunda sapmalara neden olur. Yüksek doğrulukta faliyet göstermek istiyen bir laboratuvar için bu değişimler önemli olduğundan, bu laboratuvarlarda kullanılan makinalarda bu deformasyonu geri kazandıracak mekanizmalar bulunmaktadır (karşı yatak tarafında olucak şekilde). TSM'da, manivelanın bu hareketini geri kazandıran sistem bulunmadığı durumlarda bu sapma hesaplamalarla makinanın belirsizliğine yansıtılır. Oluşturulan torkun en az kayıpla iletilmesi için günümüzde kullanılan metodlann başında, manivelanın gövdeye bıçak sırtı üzerinden oturtulması gelmektedir. Bıçak sırtı dışında, rulman yataklama, hava yastıklı yataklama ve germim ölçerli (stain gageli) yaprak yaylı bağlantılar kullanılmaktadır. Hava yastıklı yatak veya gerinim ölçerli yaprak yay ile gövde manivela bağlantısı, yapılan sistemlerde en düşük kayıpla tork iletilmektedir. Tüm bu yataklamalann sonucunda, tork f eğilme momenti ve kesme kuvvetinden mümkün olduğunca yalıtılmış olarak ve enaz kayıpla kalibre edilecek tork dönüştürücüsüne aktarılır. Kalibrasyon yöntemine bağlı olarak tork dönüştürücüsünde eğilme momenti ve kesme kuvveti, tork dönüştürücüsünün diğer ucuna konacak bir sistemle yeniden oluşturulabilir. Ulusal metroloji enstitülerinde yüksek doğrulukta kullanılması puanlanan TSM'lan için yataklamadan gelen belirsizlik ile kuvvet kolunun belirsizliği dönme etkisiyle beraber en az 2 x 10" 5 düzeyinde olmalıdır. Kuvvetin ve kuvvet kolunun oluşturulmasında istenen en düşük belirsizlik değerlerine pratikte ulaşmanın zorluğu ve pahalılığı göz önüne alındığında, bu değerler ülkelerin sahip olduğu endüstüriyel düzeye bağlı olarak daha yukarıya çekilebilir. Torkun tanımını kullanarak tork oluşturan TSM'lan iki ayrı şekilde sınıflandırılabilir. 1. Sabit uzunluktaki kuvvet koluna (manivela) değişken kuvvetlerin uygulanması prensibine göre çalışan TSM'lan: Günümüzde ki tüm ulusal metroloji enstitülerinde bu yönteme göre tork birimi gerçeklenmektedir. 2. Değişken uzunluktaki kuvvet koluna sabit kuvvetin uygulanması prensibine göre çalışan TSM'lan: Henüz hiçbir ulusal metroloji enstitülerinde bu yönteme göre çalışan yüksek doğruluklu TSM bulunmamakla beraber, bazı ikincil düzey laboratuvarlar tarafından bu yöntem kullanılmaktadır. Birinci yönteme göre tasarlanan makinalann temel elemanlan şöyle sıralanabilir (Şekil 1.): j Kalibre edilecek tork dönüştürücüsünün monte edildiği tutucular (kavrama veya bağlantı elemanı). t. Yüksüz konumdayken (makina boştayken) yeryüzeyi ile paralel kalacak şekilde dengede olan, çift kollu, simetrik bir manivela. Kuvvet değerlerini oluşturacak ölü ağırlıklar (kütle setleri). Ölü ağırlıklann manivelaya asılmasını sağlayan boyunduruk ve/veya hareketli sehpa (masa). Manivelada yüklemeden dolayı oluşan dönmeyi geri kazandıran bir mekanizma (karşı yatak tarafında olucak şekilde). Manivelayı gövdeden ayırarak oluşturulan torkun minimum kayıpla iletilmesini sağlayan ve oluşan diğer kuvvetleri (kesme kuvveti ve eğilme momenti) üstüne alan yatak ve tüm bunlan taşıyan gövde. Kuvvetin uygulandığı nokta ile manivelanın salınım ekseni kuvvet kolunu vermektedir. Kuvvetin istenilen noktadan aktanlmasını sağlayan bağlantı elemanı (metal yaprak, gerinim ölçerli (stain gageli) yaprak yay veya bıçak sırtı). Manivelanın paralelliğini kontrol eden kontrol elemanlan (laser tabanlı sistemler veya temasız kontrol elemanlan) / Birici tipteki TSM'sının elemanlan belirlenirken, yüksek doğrlukta kuvvet oluşturmak için ölü ağırlıklara yer verilmiştir. Görece daha kaba belirsizlikle çalışan TSM'lannda, kuvvet f j 392

oluşturmak için ölü ağırlıklar yerine hidrolik sistemler veya elektrik motorlu sistemler kullanılabilinmektedir. Özelikle yüksek kapasitelerde ki tork Standard makinalarında bu sistemlere tercih edilmektedir. Bu sistemlerde kuvvet, kuvvet dönüştürücüsü üzerinden manivelaya bağlanır. Böylece uygulanan kuvvetin kontrolü de sağlanır. Bu şekilde tasarlanmış kuvvet dönüştürücülü TSM'larında, makinanın belirsizliği kuvvet dönüştürücüsünün belirsizliğiyle sınırlandırılmış olur. Ölü ağırlıklı makinalarda yükleme adımlan kütle değerleri ile sınırlıyken, kuvvet dönüştürücünün kullanıldığı uygulamalarda yükleme adımlan istenildiği kadar artınla bilinmektedir İkinci yönteme göre tasarlanan makinalann temel elemanları ölü ağırlık makinasından farklı olarak şöyle sıralanabilir: Kuvvet değerlerini oluşturacak kütle setleri ve bu kütle setlerinin hareketini sağhyan sistem yerine, değeri sabit bir kütle ve bu kütlenin manivela üzerinde hareketini sağlıyarak gerekli tork adımlarının oluşmasına izin veren ray ve tahrik sistemi vardır [3], Bu presiple çalışan makinalar ölü ağırlık tiplerine göre daha basittirler. Ölü ağırlıklı standard makinalannda yükleme adımlan kütle değerleri ile sınırlıyken, bu tipte ise kullanılan rayın özeliğine bağlı olarak yükleme adımlan istenildiği kadar artınla bilmektedir. Örneğin bir sonsuz vida üzerinde hareket eden bir sabit kütle için kalibrasyon yükleme adımı tahrik sisteminin çözünürlüğüyle sınırlıdır. Yine bu tip standard makinalarda sabit kütlenin manivela üzerinden kayarken salınım ekseninden geçmesi mümkün olduğundan sıfir tork değerinden geçerek kesintsiz olarak tork yönünü değiştirmek mümkün olmaktadır. İkinci tip makinalarda kuvvet kolu devamlı değiştiğinden, kuvvet kolunun doğruluğu yüksek bir şekilde saptanması, bu amaç için kullanılan sistemle doğru orantılıdır. Bunun için ilk akla gelen yöntemler: sistemi tahrik eden motorun devir sayısını kontrol edilmesi, manivela üzerinde boyut ölçüçek bir sistemin konması veya manivelanın üzerinde çeşitli tork değerler için taksimatların yapılması. 3. TORK ÖLÇÜM ZİNCİRİ Tork ölçüm zinciri, tork ölçümünde kullanılanılan yüksek doğruluktaki dönüştürücülerden basit tork ölçme araçlanna veya tork anahtarlanna kadar tüm tork ölçme aparatlarının birbirlerine göre izlenebilirliğini sağlar. Tork ölçüm zinciri oluşturulurken, doğruluğu düşük olan tork ölçme aleti veya makinasının çalışma belirsizliği doğruluğu kendisinden daha iyi olan başka bir tork ölçme aletine veya makinasına bağlanmıştır (tüm ölçme zincirlerinde olduğu gibi). Bu prensip doğrultusunda Türkiye'de tork ölçüm zincirinin oluşturulması için Şekil.4. ki tork skalası öngörülmüştür. Özelikle otomotiv sanayisinde sıklıkla kullanılan tork anahtarlan göz önüne alıdığında, torkun kesme kuvveti ve eğilme momenti ile beraber iletildiğini görürüz. Bu durum tork ölçüm zincirinin iki kola aynlmasına neden olur [4]. Tork ölçme araçlannın kalibrasyonunda henüz kesme kuvveti ve eğilme momentini dikkate alan bir ISO standardı bulunmadığından bu ayrım şimdilik Almanya'da (DIN'e yer verilmiştir.) kullanılmaktadır (Şekil.2, ve 3) 393

Kesme kuvveti ve eğilme momenti ile beraber torkun gerçeklenmesi. Şekil.2.Torkla beraber oluşan M x eğilme momenti ile F kesme kuvveti Kesme kuvveti ve eğilme momenti olmadan torkun gerçeklenmesi. = l,xf F/2 Şekil.3.Eğilme momenti ve F kesme kuvveti oluşturmadan torkun gerçeklenmesi 394

ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ (UME) ULUSAL TORK STANDARDI VE TORK ÖLÇÜMLERİ LABORATUVARI Belirsizlik: 1 10" 4 ile 2 10" 5 arası. Transfer Standardı Yüksek hassasiyetteki Tork dönüştürücüleri Transfer Standardı Yüksek hassasiyetteki Referans tork anahtarları (dönüştürücüleri) TÜRK KALIBRASYON SERVİSİ BÜNYESİNDEKİ İKİNCİL SEVİYE LABORATUVARLAR Belirsizlik: 1 10" 4 ile 2 10" 3 arası Tork dönüştürücüleri Referans tork anahtarı (dönüştürücüleri) KALİTE ÇEMBERİ İÇİNDEKİ LABORATUVARLAR Kalibrasyon Makinalan Tork Anahtarı Kalibrasyon Makinaları SANAYİ UYGULAMALARI (Üretim hatları, Atölyeler vb) Belirsizlik: % 3-6 Tork ölçümünde kullanılan muhtelif araçlar. Tork anahtarları Şekil.4. Tork Ölçüm Büyüklüğünde Oluşturulması Öngörülen Ulusal Skala 395

4. SONUÇ Türkiye'de tork ölçüm zincirinin en üst basamağını oluşturabilmek içi, yukarıda anlatılan prensipler doğrultusunda Ulusal Metroloji Enstitüsü Kuvvet Laboratuvan bünyesinde bir Ulusal Tork Standardı ve Tork Olçümlen Laboratuvan kurulması planlanmaktadır. Bu laboratuvann ilk aşama için çalışma aralığının 1 Nm ile 2000 Nm'e arasında olması öngörülmüştür, Laboratuvarda kullanılacak TSM'larının belirsizliği en az 1 x 10 " 4 düzeyinde olası ve 1998 yılı içinde faaliyete geçmesi planlanmaktadır. j KAYNAKLAR 1. ÖZBAY H. Ö. 100 kn Kapassiteli Basma Tipli Gerinim Ölçerli Kuvvet Dönüştürücüsü Tasarımı, 1997, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Kocaeli. 2. Fintinaru NICOLASN, Lambert VALANTIN, Deadweight Standard Machines For The Static j Calibration of Torque Transducers, National Institute of Metrology Bucharest Laboratoray Timişoara, Romanya 3. Gassmann Theiss masstechnik GmbH, Ürün katalogu, Seehaim Almanya 4. K. ADOLF, D. MAUERSBERGER, D. PESCHEL, Specifications And Uncertainty Of Measurement of The PTB's lknm Torque Standard Machine,, PTB - Almanya. 396