endüstriyel Ölçme ve kontrol · 1 page 1 endüstriyel Ölçme ... kumpas e) sentil f) gönye...
TRANSCRIPT
1
Page 1
Endüstriyel Ölçme
ve Kontrol
Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ
Prof. Dr. Nihat AKKUŞ
TEKNİK BİLİMLER
MESLEK YÜKSEKOKULU
1. GİRİŞ
www.garipgenc.com Page 2Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
1.1. MÜHENDİSLİK (TEKNOLOJİ) VE ÖLÇME
Ölçme veya kıyaslama işleminin milattan önce 1 yüzyılda civarında şimdikiSuriye ve Lübnan civarında ve Akdeniz kıyılarında ticaret yapan Fenikelilerekadar geriye doğru takip etmek mümkündür. Bu insanlar ticaret yapmalarınedeniyle uygun kıyaslama ve değişim araçları geliştirmek zorunda idiler vebu işlemleri belirli büyüklüğü esas alarak yapmakta idiler. Yani kendilerinegöre mal değişim standartları oluşturmuşlardır.
Page 3Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Lord Kelvin’nin ölçmenin önemini vurgulayan ve kitaplara geçen
sözleri
Lord Kelvin, İngiliz Bilim Adamı (1824 – 1907)
Lord Kelvin Westminster-Abbey-İngiltere’de Sir İsaac Newton’nun bulunduğu mezarlıkta gömülmüştür
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.
Ölçemediğin şeyi geliştiremezsin !!!
Page 4Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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
En genel anlamıyla ölçme; herhangi bir şeyi (cisim,büyüklük, bir birimi) daha önceden bilinen vestandart kabul edilmiş diğer bir şeyle kıyaslamadır.
2
Page 5Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Eski ölçüler insan organları büyüklükleri
esas alınarak belirlenmiştir.
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.
Page 6Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
c) Mikrometre
d) Kumpas
e) Sentil f) GönyeTemel Ölçme Araçlarına Örnekler
a) Cetvelb) Şerit Metre
Page 7Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Metre tanımının zaman yolculuğu
Tarih Metrenin tanımı Elde edilen
hassasiyet
1791Çeyrek 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 ± 0.000 000 02 mm
Page 8Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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.
a) Amerika’daki bir aracın hız göstergesi
b) Rus çarı Alexander’ın 1880
yılındaki damgası.
Damganın ağırlığı 1 pud (=16.38
kg or 36 lb)
3
Page 9Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Kanada kilogramı ve koruması
Page 10Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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.
Uzunluk:1 metre (m) ışığın boşlukta 1/299 792 458 saniyede aldığıyol olarak tanımlanmıştır. Bu ışığın boşlukta saniyede aldığı yolun299 792 458 metre olduğunu göstermektedir.
Zaman: 1960 yılından önce zaman ortalama güneş günündentanımlanmasına karşın, daha sonra sezyum atomunun karakteristikfrekansından elde edilmiştir. Ortalama güneş günü 1/24 saat * 1/60dakika *1/60 saniye dönüşü yıllara göre diğer bazı evrensel olaylarabağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle bu tanımlamadanvazgeçilmiş ve atomik saat kullanımı başlamıştır. Atomik saatte 1saniye sezyum 133 atomunun 9 192 631 770 defa titreşim yapmasıiçin geçen zamandır. Böyle bir ölçümle ortaya çıkarılan zaman 30000 yılda 1s sapma göstermektedir.
Page 11Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Kandela: (CANDALE)
Temel birimlerden biride kandeladır. Bir insanın yaşam veyaçalışma alanınına ne kadar ışık düştüğünün bir göstergesidir.
Kandelanın güncel tanımı
1979 yılında kandela watt cinsinden yeniden tanımlandı. Buyeni tanım sadece bir dalga uzunluğunun watt cinsindenbelirlenmesi şeklindedir. Kandela tanımı; belirlenmiş biryönde bir steradyan başına 1/683 watt lık ve 540 x 1012hertz lik frekansa monocromatik radyasyon kaynağına denir.
Kütle: SI birim sisteminde kütle özel bir platin-iridyumalaşımının kütlesi olarak tanımlanmıştır. Bu alaşımınstandart olarak kabul edilmesinin nedeni çok kararlı olmasıve çevresiyle reaksiyona girmemesidir. Silindir şeklindedirve 3.9 cm çapında ve 3.9 cm yüksekliğindedir. Kütle birimikg’dır. Bu uluslararası prototipin %90’ı platin ve %10’u iseiridyumdur. Halen International Bureau of Weights andMeasures (BIPM), Fransa’da tutulmaktadır.
Page 12Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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
4
Page 13Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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
Page 14Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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 150-
100 =50 mm’dir.
Page 15Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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.
Robotik Terminolojisi
Page 16Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Doğruluk ve Tamlık
• Doğruluk: Bir verinin bir standart ile kıyaslandığında ortayaçıkan farka denir. Ölçümün ne kadar doğru olduğudur.
• Tamlık: Ölçüm aracından ölçüm sonucu elde edilen verininhata aralığıdır. Doğrudan ne kadar saptığıdır.
Tam-KesinDoğru
5
Page 17Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Tamlık ve Doğruluk
Page 18Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Beyond the Atoms
Page 19Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
cm, mm to mm10-10m 10-14m 10-15m
u
<10-19m
10-9m
Kütle Molekül Atom Çekirdek QuarkBaryon
Elektron
<10-19m
proton, neutron,
meson, vs.
p,W,L...
top, bottom,
charm, strange,
up, down
Kimya
Atomik Yapı
Nükleer
Fizik
Parça Fiziği
Kütleproton ~ 1 GeV/c2
(Hadron)
(Lepton)
Page 20Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
6
Page 21Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Şekil. Hata ve kesinlik üzerine örnekler
Hatasız ve Kesin Hatasız ve Kesin değil
Hatalı fakat Kesin Hatalı ve Kesin değil
Hatasız fakat Kesin değil değil Hatalı fakat Kesin
Page 22Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
Kalibrasyon
Bir ölçme aletinin doğruluğunun bilinen bazı değerler veyadoğruluk ile kıyaslayarak cihazın doğru ölçmesine yardımcıolmaktır. Örneğin; mikrometrelerin kalibrasyonu Johnsonmastarları ile yapılır ve mikrometrenin ölçüm tamburuayarlanarak 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
Page 23Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com
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
Page 24Yrd. Doç. Dr. Garip GENÇ ve Prof. Dr. Nihat AKKUŞ www.garipgenc.com