Endustriyel_Olcme_giris - Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ
Transkript
Endustriyel_Olcme_giris - Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ
TEKNİK BİLİMLER MESLEK YÜKSEKOKULU 1.1. MÜHENDİSLİK (TEKNOLOJİ) VE ÖLÇME Endüstriyel Ölçme ve Kontrol 1. GİRİŞ Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Ölçme veya kıyaslama işleminin milattan önce 1 yüzyılda civarında şimdiki Suriye ve Lübnan civarında ve Akdeniz kıyılarında ticaret yapan Fenikelilere kadar geriye doğru takip etmek mümkündür. Bu insanlar ticaret yapmaları nedeniyle uygun kıyaslama ve değişim araçları geliştirmek zorunda idiler ve bu işlemleri belirli büyüklüğü esas alarak yapmakta idiler. Yani kendilerine göre mal değişim standartları oluşturmuşlardır. Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ Page 1 www.garipgenc.com Page 2 Lord Kelvin’nin ölçmenin önemini vurgulayan ve kitaplara geçen sözleri Eğer konuştuğun hakkında ölçüm yapabiliyor ve onu rakamlar ile ifade edebiliyorsan onun hakkında bir şeyler biliyorsun, ancak onu rakamlar ile ifade edemezsen senin bilgin tatmin edici değildir. En genel anlamıyla ölçme; herhangi bir şeyi (cisim, büyüklük, bir birimi) daha önceden bilinen ve standart kabul edilmiş diğer bir şeyle kıyaslamadır. İnsanlar genel olarak 3 nedenden dolayı ölçmeye ihtiyaç duyarlar. İstenilen bir şeyi imal edebilmek için Başkaları tarafından yapılan şeyleri kontrol etmek için Bilimsel araştırmalar için Ölçemediğin şeyi geliştiremezsin !!! Lord Kelvin, İngiliz Bilim Adamı (1824 – 1907) Lord Kelvin Westminster-Abbey-İngiltere’de Sir İsaac Newton’nun bulunduğu mezarlıkta gömülmüştür Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 3 Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 4 1 Eski ölçüler insan organları büyüklükleri esas alınarak belirlenmiştir. a) Cetvel b) Şerit Metre c) Mikrometre İngiliz Ölçü Sistemi İngiliz ölçü sisteminde inch (parmak) foot (ayak) yarda ve mil gibi uzunluk ölçüleri kullanılmaktadır. İngiliz ölçü birimi insan vücudunun organlarından çıkarılmıştır. Bir parmak yetişkin bir insanın başparmağının genişliğidir. Bir foot yetişkin bir insanın ayak uzunluğudur. Bu aynı zamanda 1 foot = 12 inch demektir. 12. yüzyılda yardanın tanımı yapıldı. Bu tanımlama, Kral Henry I ’in burun ucundan elinin ucuna kadar olan mesafe idi. Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 5 d) Kumpas e) Sentil Temel Ölçme Araçlarına Örnekler Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com f) Gönye Page 6 Metre tanımının zaman yolculuğu Metrenin tanımı Tarih b) Rus çarı Alexander’ın 1880 yılındaki damgası. Damganın ağırlığı 1 pud (=16.38 kg or 36 lb) Elde edilen hassasiyet 1791 Çeyrek Dünya meridyeni üzerine kurulmuş metre ± 0.06 mm 1889 Uluslararası prototip metre ± 0.002 mm 1960 Quantum standardında ilk uzaklık ± 0.000 007 mm 1983 Işık hızı ± 0.000 000 7 mm Bugün He-Ne lazer hassasiyetinde ışık hızı Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com a) Amerika’daki bir aracın hız göstergesi Metrik ölçüler dünya standardı olup, birçok ülke tarafından kullanılmasına karşın, İngiliz ölçü birimi olarak ta bilinen Inch sistemi ise Amerika Birleşik devletleri başta olmak üzere İngiltere, Kanada gibi birçok ülkede hala güncel olarak kullanılmaktadır. ± 0.000 000 02 mm Page 7 Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 8 2 Temel Büyüklükler: uzunluk, kütle, zaman, elektrik akımı, termodinamik ısı, madde miktarı, ışık yoğunluğudur. Temel Büyüklük olarak en çok kullanılan birimle uzunluk (L), kütle (M), zaman (T)’dır. Kanada kilogramı ve koruması Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 9 Kütle: SI birim sisteminde kütle özel bir platin-iridyum alaşımının kütlesi olarak tanımlanmıştır. Bu alaşımın standart olarak kabul edilmesinin nedeni çok kararlı olması ve çevresiyle reaksiyona girmemesidir. Silindir şeklindedir ve 3.9 cm çapında ve 3.9 cm yüksekliğindedir. Kütle birimi kg’dır. Bu uluslararası prototipin %90’ı platin ve %10’u ise iridyumdur. Halen International Bureau of Weights and Measures (BIPM), Fransa’da tutulmaktadır. Kandela: (CANDALE) Temel birimlerden biride kandeladır. Bir insanın yaşam veya çalışma alanınına ne kadar ışık düştüğünün bir göstergesidir. Kandelanın güncel tanımı 1979 yılında kandela watt cinsinden yeniden tanımlandı. Bu yeni tanım sadece bir dalga uzunluğunun watt cinsinden belirlenmesi şeklindedir. Kandela tanımı; belirlenmiş bir yönde bir steradyan başına 1/683 watt lık ve 540 x 1012 hertz lik frekansa monocromatik radyasyon kaynağına denir. Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 11 Uzunluk:1 metre (m) ışığın boşlukta 1/299 792 458 saniyede aldığı yol olarak tanımlanmıştır. Bu ışığın boşlukta saniyede aldığı yolun 299 792 458 metre olduğunu göstermektedir. Zaman: 1960 yılından önce zaman ortalama güneş gününden tanımlanmasına karşın, daha sonra sezyum atomunun karakteristik frekansından elde edilmiştir. Ortalama güneş günü 1/24 saat * 1/60 dakika *1/60 saniye dönüşü yıllara göre diğer bazı evrensel olaylara bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle bu tanımlamadan vazgeçilmiş ve atomik saat kullanımı başlamıştır. Atomik saatte 1 saniye sezyum 133 atomunun 9 192 631 770 defa titreşim yapması için geçen zamandır. Böyle bir ölçümle ortaya çıkarılan zaman 30 000 yılda 1s sapma göstermektedir. Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 10 Temel SI (Metrik) Birimler Büyüklük Birim Sembol Uzunluk Metre M Kütle Kilogram Kg Zaman Saniye S Elektrik akımı Amper A Sıcaklık Kelvin K Işık şiddeti Kandela Cd Madde miktarı Mol Mol Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 12 3 Tablo1.4 İngiliz ölçü birimleri - metrik çevrimi Metrik’ten İngiliz sistemine İngiliz sisteminden Metrik sisteme 1cm = 0.3937 in = 0.0328 ft 1m = 39.37 in = 3.281 ft = 1.094 yd 1 km = 3281 ft = 0,6214 mi? 1 cm3 = 0,0610 in3 = 0,0000353 ft3 1 L = 1.06 qt = 0.265 gal = 0,0353 ft3 1 g = 0,0353 oz = 0,00220 lb 1 kg = 2.20 lb = 0,00110 tn 1 metrik tn (103 kg) = 2200 lb = 1.10 tn 1 in = 2.54 cm = 0,0254 m 1 ft = 30.5 cm = 0.305 m 1 yd = 91.4 cm = 0.914 m 1 mil = 1609 m = 1.609 km 1 qt = 946 mL = 0.946 L 1 oz = 28350 mg = 28.35 g 1lb = 453,6 g = 0,4536 kg 1 tn = 907 kg = 0.907 metrik tn Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 13 Doğruluk •Robotun belirlenen bir noktaya hatasız gidebilme becerisidir. •Bir makineyi tam olarak pozisyonlamak mümkün değildir. •Bu nedenle doğruluk; robotun belirlenen pozisyona minimum hata ile ulaşabilme becerisi olarak tanımlanır (çoğunlukla 25 mm) Tekrarlanabilirlik •Robotun, verilen bir pozisyona birçok kez tam olarak giderek tekrar edebilme becerisidir. •Doğruluk kesin bir kavramdır. Tekrarlanabilirlik ise görecelidir. www.garipgenc.com Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 14 Doğruluk ve Tamlık Robotik Terminolojisi Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ Okunabilirlik Okunacak olan ölçme aletinin skalasının özelliğini gösteren bir terimdir. Bir mihengirin veya cetvelin 150 mm’lık bir skalası 50 mm’lık skalaya göre daha büyüktür. 0 ile 150 mm arasında skalası olan bir ölçme aletinin okunabilirliği 150 mm’dir. Aynı alet 100 ile 150 mm ‘lik bir skalaya sahip ise okunabilirlik 150100 =50 mm’dir. Page 15 • Doğruluk: Bir verinin bir standart ile kıyaslandığında ortaya çıkan farka denir. Ölçümün ne kadar doğru olduğudur. • Tamlık: Ölçüm aracından ölçüm sonucu elde edilen verinin hata aralığıdır. Doğrudan ne kadar saptığıdır. Tam-Kesin Doğru Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 16 4 Beyond the Atoms Tamlık ve Doğruluk Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ Kütle Molekül www.garipgenc.com Atom Çekirdek Page 17 Baryon Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 18 Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 20 Quark (Hadron) u cm, mm to mm 10-9m 10-10m Kimya Kütle proton ~ 1 GeV/c2 10-14m 10-15m <10-19m proton, neutron, top, bottom, meson, vs. charm, strange, Atomik Yapı up, down p,W,L... Nükleer Elektron Fizik (Lepton) <10-19m Parça Fiziği Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 19 5 Hatasız ve Kesin Hatasız ve Kesin değil Hatalı fakat Kesin Hatalı ve Kesin değil Hatasız fakat Kesin değil değil Hatalı fakat Kesin Kalibrasyon Bir ölçme aletinin doğruluğunun bilinen bazı değerler veya doğruluk ile kıyaslayarak cihazın doğru ölçmesine yardımcı olmaktır. Örneğin; mikrometrelerin kalibrasyonu Johnson mastarları ile yapılır ve mikrometrenin ölçüm tamburu ayarlanarak daha iyi bir ölçüm yapması sağlanır. Hata Hedeflenen ölçümden sapma miktarıdır. Diğer bir deyimle doğruluktan ayrılma miktarına denir. Ölçüm araçlarından kaynaklanabileceği gibi, ölçümü yapan kişiden veya ölçüm yapılan ortamdan kaynaklanabilir Şekil. Hata ve kesinlik üzerine örnekler Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 21 Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 22 Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 24 Standart Bir ölçümün tüm dünyada her yerde aynı büyüklükte olması ve yapılan ölçüm ve deneylerin kıyaslanabilmesi için büyüklük standartlarına ihtiyaç vardır. Standartlar uzunluk, ağırlık, zaman, sıcaklık ve elektrik v.b. büyüklükleri için belirlenir. Ayrıca dünyada kullanılan değişik ölçüm sistemleri vardır. Bu sistemlerde standartlar yardımıyla birbirine çevrilebilirler. Örneğin İngiliz uzunluk birimi İnch ile metrik uzunluk birimi arasındaki çevrim; 1 Inch = 2,54cm =25,4mm veya, 1 Metre = 39,37 Inch Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com Page 23 6