ALGILAMA VE ÖLÇME ESASLARI - Sedat ÖZSOY
ÖNSÖZ
Fen ve mühendislikte iki temel türde çalışma yapılır: Kuramsal ve deneysel. Deneysel (uygulamalı) çalışmalarda incelenen fiziksel niceliklerin algılanması ve ölçülmesi esastır. Bu tür bir çalışmada ilk önce, ölçülmesi istenilen fiziksel nicelik (sıcaklık, basınç, ışıma, yer değiştirme gibi) bu niceliğe duyarlı bir eleman tarafından algılanmalıdır. Algılama işi, algılama elemanımn bir veya birkaç fiziksel özelliğini işe katarak veya değiştirerek, algılanacak olan fiziksel uyartımı doğrudan veya dolaylı olarak bir elektriksel büyüklüğe dönüştürmektir. İkinci aşama, elde edilen elektriksel büyüklüğün (akım, gerilim, direnç, vb) uygun aletler veya düzenlerle ölçülmesi işidir. Son olarak yapılması gereken iş, elde edilen sonuçların değerlendirilmesidir.
Bu kitap, yukarıda belirtilen konuları kapsayacak şekilde iki kısım olarak düzenlenmiştir. Birinci kısımda ölçme ilgili kavramlar, doğru ve alternatif akım ölçme aletleri ve düzenleri; ölçme sonuçlarının değerlendirilmesi ile ilgili esaslar verilmiştir. İkinci kısımda, önce algılamada kullanılan elemanların malzeme özelliklerinin öğrenilmesi amacıyla katiların yapısı ve özellikleri, sonra algılamada kullanılan fiziksel etkiler ve son olarak da algılama elemanları ve düzenleri verilmiştir.
Kitap, özellikle bir Türkçe kaynak olarak, hem fen ve mühendislik eğitimi alan öğrenciler hem de uygulama alanında çalışan fenciler ve mühendisler için bir eksikliği gidermek, ihtiyacı karşılamak ve yararlı olmak amacıyla hazırlanmıştır. Bu amaçlara hizmet etmesi beni mutlu edecektir.
Bu çalışmamı rahmetli babam Askeroğlu Cevat ÖZSOY’a ithaf ediyorum.
Sedat ÖZSOY
Kayseri
2010
İÇİNDEKİLER
ÖLÇME VE ÖLÇME HATALARI
Temel Kavramlar
Ölçme, Fiziksel Büyüklük ve Birim
Boyut, Boyut Homojenliği ve Boyut Analizi
Birim Sistemleri
Ölçme Hataları ve Sınıflandırılması
Hata Gösterimleri
Hataların Birleştirilmesi ve Fonksiyonel Hataların Hesaplanması, Hataların Sınıflandırılması
Ölçmeyle İlgili Diğer Kavramlar
Anlamlı Rakamlar ve Aritmetik İşlemlerde Kesinlik
SORULAR
ÖLÇME SONUÇLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Giriş
İstatistiksel Değerlendirme,
Merkezi Eğilim Ölçüleri,
Saçılma Ölçüleri,
Gauss veya Normal Hata Dağılımı, T Chauvenet Ölçütü, r Grafiksel Değerlendirme,
Verinin Gruplanması ve Grafikle Gösterilmesi,.
Genel Analitik Fonksiyonlar ve Bunların Eğrileri, _
Doğrusal İlişki Analizi ve Eğri Uydurma,
Doğrusal İlişki (lineer korelasyon) Analizi,.
En Küçük Kareler (EKK) Yöntemi ile Bilinmeyen Sabitlerin Bulunması,
Deneysel Olarak Elde Edilen Denklemin Güvenirliğinin Sınanması, SORULAR,
Üçüncü Bölüm
DOĞRU VE ALTERNATİF AKIM NİCELİKLERİNİN ÖLÇÜLMESİ
Periyodik Dalgalara Ait Büyüklükler,
Analog Ölçme Aletleri İle Ölçmeler,
Elektromanyetik Kaynaklı Kuvvetler ve Analog Gösterim,
Döner Bobinli Alet (D’Arsonval aleti),
Hareketli Demirli Alet, " >
Analog Aletlerle Akım, Gerilim ve Direnç Ölçülmesi,
Dijital (Sayısal) Ölçme Aletleri İle Ölçmeler,
Dijital Aletlerle Gerilim, Akım ve Direnç Ölçümü, Potansiyometrik Yöntemle DA Niceliklerinin Ölçülmesi,' Potansiyometrenin Standartlaştırılması,
Potansiyometre ile EMK, Gerilim ve Akım Ölçümü,
Doğru Akım Köprüsü (Wheatstone Köprüsü),
Wheatstone Köprüsünün Sapmasız Tipte Kullanımı,
Wheatstone Köprüsünün Sapmalı Tipte Kullanımı,
Alternatif Akım Köprüleri İle Ölçmeler,
Kapasitörler, .
İndüktörler,
Temel Alternatif Akım Köprü Devresi (empedans köprüsü), İndüktans Ölçme Köprüleri,
Kapasitans Ölçme Köprüleri,
SORULAR,
Dördüncü Bölüm
KATİLARIN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ
Giriş, '
Kristal Ve Amorf Katilar,
Kristal Kusurları,
Katiların Bant Kuramı,
Enerji Seviyelerinin Doldurulması,
Kristal Katının Elektriksel Davranışı,
İletken Malzemeler,
Elektriksel İletkenlik,
Devingenlik (mobilite) ve Özdirenç (rezistivite),
Özdirenci Etkileyen Etkenler, .
Isıl İletkenlik,
İş Fonksiyonu, '
Termoiyonik Yayınım,
Yalıtkan (Dielektrik) Malzemeler,
Kutuplanma, .
Elektriksel Delinme,
Dielektriklerin İletkenliği,
Ferroelektriklik,
Yarıiletkenler,
Yarıiletkenlerde İletkenlik, p-n eklemi,
SORULAR,
Beşinci Bölüm
ALGILAMADA KULLANILAN FİZİKSEL ETKİLER
Işınım Etkileri,
Fotoelektrik Etki (fotoyaymım),
Fotovoltaik Etki, 1 Fotoiletkenlik,
Zor, Kuvvet, Basınç Etkileri,
Zor ve Zorlanma,
Piezoelektrik Etki,
Piezorezistif Etki,
Sıcaklık Etkileri,
Termoelektrik Etki (Seebeck etkisi), Termorezistif Etki,
Piroelektrik Etki,
Manyetik Alan Etkileri, '
Mıknatıslanma ve Histerezis, '
Elektrodinamik ve Elektromanyetik Etkiler, , Hail Etkisi,
Manyetorezistif Etki,
Elektrik Alan Etkileri,
Elektrostriksiyon,
SORULAR,
Altıncı Bölüm
ALGILAMA ELEMANLARI ve DÜZENLERİ
Algılama Cihazlarının Sınıflandırılması,
Sensörler, Transduserler ve Aktüatörler,
Transduser Türleri,
Transduser Parametreleri,
Sıcaklık Algılama,
Termistörler, .
Direnç-Sıcaklık Detektörleri (Direnç Termometreleri), Termoçiftler, '
Işık Algılama,
Fotoiletken Sensörler (Fotodirençler),
Fotodiy otlar,
Manyetik Alan Algılama, ı Hall-Etkili Sensörler, ı Akı-Kapısı (Fluxgate) Manyetometreler,
Zorlanma (Strain) Ölçümü,
Rezistif Zorlanma Ölçerler (Strain Gages)
Kuvvet ve Basınç Algılama,
Piezorezistif Aletler,
Piezoelektrik Aletler Yer Değiştirme Algılama,
Rezistif Algılama,
Kapasitif Algılama İndüktif Algılama,
SORULAR,
KAYNAKLAR