Uzunluk biriminin birincil ulusal referans standartlarından sanayiye transferi ve çift frekans lazer enterferometresi ile ölçü lokmalarının kalibrasyonun metodik çözümü

Abstract

ÖZET Metroloji ve ölçme referans standardları, ülkelerin ölçme birliğini temin eden ve sistemleştiren unsurlar olup aynı zamanda uluslararası ölçü birliğinin oluşmasını sağlar. Kalite kontrol açısından bakıldığında metroloji ülkelerin ürün ve mamulleri kalitesini yükseltmeye ve rekabet gücünü artırmaya yönelik önemli bir adım oluşturmaktadır. Son yıllarda dünyada oluşan yeni kalite anlayışı, ölçme ve kalibrasyonun önemim daha da artırmıştır. Bu yeni kalite sistemi, üretilen her türlü mamulün kalitesinin tesbitinde kullanılan teçhizatları bir ölçme zinciri içerisinde kalibreli ve izlenebilir olmasını şart koşar. Bu gereksinim kalibrasyon taleplerini artmasına yol açmakta genelde Metroloji, özelde uzunluk ve boyutsal metroloji konusunda organize bir ölçme sistemine olan ihtiyaç için gerekçe oluşturmaktadır. Bu çalışmada, uzunluk ve boyutsal metroloji konusunda ulusal ölçme sisteminin oluşturulması, sürdürülmesi, ülke içinde yaygınlaştırılması aşamalarında, özellikle uzunluk biriminin birincil seviyeden sanayiye iletilmesinde karşılaşılan sorunlar incelenmiştir. Bu çerçevede, uzunluk biriminin referans standardı olanHe-Ne/I2 stabilize lazerin gerçekleştirilmesi konusunda yapılmış çalışmalar temel alınarak, referans standardı boyutsal metrolojide boyut ölçümlerinde kullanılan Ç.F. LAZER boyut ölçüm sistemlerinin kalibrasyonu gerçekleştirilmiş ve bu Ç.F. Lazer sistem kullanılarak sanayide referans ve çalışma standardı olarak kullanılan ölçü lokmalarının kalibrasyonu, ölçme yöntemleri, izlenebilirlik, ölçümleri etkiyen faktörler, ortam şartlan ve ölçü lokmalarının ölçümlerindeki belirsizlikler ele alınmıştır. Bunun yanısıra uzunluk ve boyutsal metroloji alanında hiyerarşik sistem tanımlanmış ve sanayimizdeki durum incelenmiştir. Bir yenilik olarak, uygulamada henüz kullanılmayan bir yöntem olan, ölçü lokmalarının Çift Frekans lazer yardımı ile kalibre edilebilirlik konusu araştırılmış, ölçme metodu ve kalibrasyon aralığının tespiti ile ilgili bir model geliştirilmiştir. Metodun uygulamasında ölçmeyi etkileyebilecek faktörler dikkate alınmıştır. Sonuçta, bu metod ile elde edilen veriler diğer metodlarla elde edilenlerle karşılaştırılmak suretiyle değerlendirilmiştir. Geliştirilmiş olan bu metod kullanılarak, ölçü lokmalarının yüksek doğrulukla kalibrasyonlarının yapılabileceği ve boyutsal izlenebilirliğinin en üst referanstan, sanayiye kadar olan kalibrasyon zinciri içersinde bu araştırma sonuçlarına uygulanabileceği anlaşılmıştır. xıx,

SUMMARY Metrology and measurement reference standards are the main physical structures which establish the measurement hierarchy of a country and make there measurement services organized. The other benefit is that these measurement standards constitute the conection between national and international measurement services and activities. Regarding to the contribution to the trade and production of a country, metrology is considered as an unavoidable infrastructure for quality control systems and its applications to assure the quality of the products and goods and compete in the international market. In the last few decades, the new worldwide trade of quality increased the importance of calibration and measurement. This new quality system stipulate for the equipment that is used to determine the quality of the goods and production, to be calibrated within the chain providing traceability. This requirement increased the demands for calibration and justified the needs to a well organized measurement system. In this study, in the course of establishment, maintainability, dissemination of the national measurement system the problems experienced concerning the transfering of the national standards of length has been researched. In the frame, a laser system used for dimensional measurements has been calibrated based on the national length standard that is a He-Ne/I2 stabilized laser realized nationally. By using this calibrated laser system as a transfer standard, calibration of the gauge block used as working standards in the industry has been performed taking the measurement methods, traceability, factors effecting, enviromental conditions, uncertinity into account. Besides that the measurement hierarchy for the length and dimensional metrology issues has been defined and the situation of Turkish industry also has been investigated. As a new idea, the subject of capability of double frequency laser to calibrate the gauge blocks has been searched. For this purpose a matematical model has been developed for the measurement and calibration methods and determination of recalibration period. The factors which would effect the measurement during in experimental period of the methods are considered as effecting parameters. In conclusion, the results obtained by this method has been evaluated by comparing with the results from other methods. Finally its discussed that the high accurate calibration of the gauge blocks is possible and the traceability within the calibration chain from the primary standard to the industrial standards comply with the result of this method. xx