tmmob

makina mühendisleri odası

I. ULUSAL

ÖLÇÜMBİLİM KONGRESİ

BİLDİRİLER KİTABI

19 - 2O EKİM 1995

Sanayi Odası / ESKİŞEHİR

MMO Yayın No: 177

AC GERİLİM STANDARTLARI VE AC GERELİMİZLENEBİLİRLİĞİ

Saliha Selçik

TÜBİTAK, Ulusal Metroloji Enstitüsü(UME), P.K.21, 41470 Gebze/Kocaeli

Özet

Ac elektriksel büyüklükler SI birimleri ile doğrudan tanımlanamadıklanndan dolayı,bunlar için kabul edilmiş bir sistem yoktur. Günümüzde primer seviyedeki ac ölçümler, ac/dctransfer standart olarak adlandırılan ara birimler kullanılarak, bilinen bir de gerilim ilekarşılaştırmak suretiyle yapılmaktadır. Bu şekilde de gerilim doğruluğu ac gerilime taşınmaktave ac gerilim izlenebilirliği sağlanmaktadır. Bu çalışmada genel olarak ac ölçümlerdekullanılan standart ve cihazlar hakkında kısaca bilgi verilirken, ac/dc transfer standartlarıayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Çalışmada aynı zamanda, UME Gerilim Laboratuvarındamevcut ve kurulması planlanan ac gerilim izlenebilirlik sistemi de açıklanmaktadır.

1. Giriş

İzlenebilirlik, yapılan her ölçümün, oluşturulan bir kalibrasyon zinciriyle, BIPM(Uluslararası Ölçü ve Ağırlıklar Bürosu) tarafından bilimsel tanımları yapılmış yedi temelölçüm birimine bağlanması olarak tanımlanır. Bu yedi temel birim; Metre, Kilogram, Saniye,Amper, Kelvin, Kandela ve Mol olup, yapılan tüm ölçümlerin SI Uluslararası BirimlerSistemindeki temelini oluştururlar.

SI birimleri içinde tanımlanan elektriksel birim, akım birimi olan "amper" dir. Amperzamanla değişmeyen, de bir büyüklüktür. SI sisteminde gerilim birimi "volt" olarakbelirtilmiş ve ampere bağlı bir ifadeyle tanımlanmıştır. Bunun sonucu olarak volt, de birbüyüklüktür. Günümüzde volt birimi, "Josephson Eklem Sistemi" (Josephson JunctionSystem) olarak adlandırılan bir sistem ile, temel fiziksel doğa sabitleri cinsinden ifadeedilmektedir [1]. Diğer bir elektriksel büyüklük olan, direnç birimi "ohm" ise, "KuantumHail Etkisi" (Quantum Hail Effect) adı verilen bir sistem ile SI birimlerine bağlı olarak tarifedilir [2]. Ohm, tanımı gereği de bir büyüklüktür. Pratikte, akım, güç, ve enerji birimleri"volt" ve "ohm" birimleri üzerinden türetilir. Şekil 1, amper, watt ve joule için bu ilişkiyigöstermektedir.

Ac elektriksel büyüklükler SI birimleri ile doğrudan tanımlanamadıklanndan dolayı,bunlar için kabul edilmiş bir sistem yoktur. Ac elektriksel büyüklüklerin ölçümünde, deelektriksel büyüklüklerinden farklı olarak bazı güçlükler söz konusudur. Bu birimlerinölçümünde, ac/dc transfer standart olarak adlandırılan ara birimlere ihtiyaç duyulmaktadır.Ac/dc transfer standartların temel işlevi, ac büyüklüğün karakteristik bir özelliğini, ölçülebilirbir de büyüklük ile bilinen ve hesaplanabilir bir şekilde ilişkilendirilmesi olaraktanımlanabilir. Bilinmeyen ac gerilim seviyesi, transfer standartlar kullanılarak, düşükbelirsizliğe sahip de gerilim ile karşılaştırılmakta ve bu şekilde, düşük de gerilim belirsizliğiac gerilime taşınarak, ac gerilim izlenebilirliği sağlanmaktadır.

Kuantum Hail Sistemi

Direnç StandardıJo8»phson Ekiem Sistemi

Gerilim Standardı

OHM VOLT

Sezyum

Zaman Standardı

HERTZ

AMPER

SANİYE

-nWATT

AMPER VOLT

l\JOULE

WATT

AC/DC AkımTransfer Std.

AC/DC GerilimTransfer Std.

AC/DC GüçTransfer Std.

AC Amper ACVolt ACWatt Kilowatt-saat

Şekil 1. Ac elektriksel büyüklüklerin SI birimleri üzerinden sağlanmaları

2. Ac Gerilim Ölçümünde Kullanılan Standartlar

Ac gerilimin bir karakteristiğini (rms değeri, genlik tepe noktası vb), değeri vebelirsizliği bilinen bir de gerilim ile ilişkilendirerek belirlemek üzere pek çok standartüretilmiştir. Bu standartlar, çalışma prensiplerine bağlı olarak doğruluk ve hassasiyetbakımından birbirlerinden farklılık gösterirler. Genel olarak ac gerilim standartları 3kategoride toplanabilir:1. Ac gerilimi, çeşitli anahtarlama [3] ve dijital-analog çevirme [4] tekniklerini kullanarakdoğrudan bilinen bir de gerilim seviyesinden elde eden standartlar bu kategoriye girer. 30Hz'in altındaki düşük frekanslar için ac gerilimin rms değeri ile de gerilim seviyesi arasındakifark 1 ppm'in altına kadar düşürülmüştür. Fakat, standardın doğruluğu doğrudan sentezlemetekniğine bağlı olduğundan, doğruluk yüksek frekanslarda iyi değildir.2. Analiz tekniğine dayanan "tepe değeri" ölçen cihazlar ve "sample and hold" tekniği [5]ile ölçüm yapan cihazlar ikinci kategoriyi oluştururlar. Pek çok ac voltmetre ve multimetreçalışma prensibi olarak örnekleme tekniğine dayanmaktadır. Bu teknik, cihazlara 100 kHz'ekadar iyi doğurulukta ölçüm yapma özelliğini kazandırmaktadır. Bu standartların doğrulukları20 kHz'e kadar 10 ppm'in altındadır.

3. Ac gerilim rms değerini, bilinen bir de gerilim ile karşılaştırarak ölçen cihazlar bukategoriye girer. Dinamometreler, elektrostatik voltmetreler ve termal transfer standarlar bukategori için verilebilen örneklerdir. Termal transfer standartlar kullanılarak yapılan

ölçümlerde, elde edilen ac/dc transfer farkı 0.5 ppm'in altında olabilmektedir [6].Görüldüğü üzere, ac ölçümlerde elde edilen en iyi doğruluk, termal transfer standartlar

kullanılarak sağlanmıştır. Günümüzde ulusal metroloji laboratuvarları primer olarak acgerilimin rms değerini belirleyen, yapısında tek-eklem termal çevirici (single-junction thermalconverter-SJTC), çoklu- eklem termal çevirici (multi-junction thermal converters-MJTC) veyaRMS sensör bulunan bu standartları kullanmaktadır.

3. Termal Transfer Standartlar

Pratikte, bütün yüksek hassasiyetli transfer standartların temelini bir termal çevirici(Thermal Converter-TC) oluşturmaktadır. Termal çeviriciler, yapılarına göre iki grubaayrılırlar. Her iki grup, prensipte aynı ölçüm tekniği ile ac gerilim seviyesini belirlemektedir.

a) Isılçift Yapılı Termal Çeviriciler :

Şekil 2, en çok bilinen ve en basit yapıya sahip tek-eklem termal çeviricinin (SJTC)yapısını göstermektedir. İlk olarak 1940 'larda F.L.Hermach tarafından oluşturulan SJTC,bir direnç ve bu direncin orta noktasına oturtulmuş bir ısılçıftten (thermocouple) oluşmaktadır[7]. Isılçift elektriksel olarak dirençten izole edilmiştir.

AkımGirişi Gerilim Çıkışı

Şekil 2. SJTC yapısı

Diğer termal çeviricilerde olduğu gibi, SJTC da çalışma prensibi olarak etkin değeri(rms) aynı olan ac ve de gerilimlerin aynı direnç üzerinde aynı gücü harcayacakları prensibinedayanmaktadır. SJTC 'a ac veya de gerilim uygulandığında, direnç üzerinde harcanan güç ısıolarak ortaya çıkmakta ve bu ısı ısılçift tarafından algılanarak sıcaklıkla orantılı olarak çıkışuçlarında bir de gerilim oluşmaktadır. Diğer bir ifadeyle, ısılçift çıkış gerilimi, ac veya degerilim tarafından, direnç üzerinde harcanan gücün bir fonksiyonudur. Isılçift çıkış gerilimimatematiksel olarak;

Vinp

şeklinde ifade edilmektedir. Formülde,Vout : Isılçift çıkışında oluşan de gerilimVinp : Giriş uçlarına uygulanan de veya ac gerilimin etkin değerik : Sabit (genellikle 0.028)n : Termal çeviricinin karekteristik değeri (1.6<n<1.9) 'dir.

İdeal durumda, ısılçiftin Vinp uçlarına uygulanan de gerilim ile rms değeri bu degerilime eşit olan ac gerilimin, Vout çıkışında aynı de çıkış gerilimini oluşturması beklenir.Ancak, pratikte Thomson ve Peltier etkileri gibi çeşitli termoelektrik etkilerden dolayı farklıdeğerler oluşur [8]. Oluşan bu değerler arasındaki fark, termal çeviricinin ac/dc transfer farkıveya transfer hatası olarak adlandırılır. Ac/dc transfer farkımn matematiksel ifadesi şuşekildedir:

V -Vr_ V Ydc

Vac : Uygulanan ac gerilimin rms değeriVdc : Uygulanan de gerilim değeri

8 değeri çoğunlukla ppm cinsinden ifade edilmektedir. Her termal çevirici için, değişikgerilim/frekans çiftlerinde bu farklar hesaplanmak veya ölçülmek suretiyle belirlenmektedir.

SJTC'lar için 8 değeri 0.5 ppm'in altına düşürülebilmiş olmasına rağmen, uzun ısızaman sabitine sahip olması, termoelektrik etkilerinin fazla etkin olması, düşük çıkışgeriliminin (5-10 mV) olması gibi ölçümlere getirdiği dezavantajlar yeni arayışlara yolaçmışve sonuç olarak çoklu-eklem termal çeviriciler (Multi-junction thermal converter-MJTC)üretilmiştir [9]. MJTC, sayısı 250 'ye kadar çıkabilen ısılçiftlerin direnç üzerineoturtulmasıyla oluşturulur. Isılçiftlerin çıkış ıçları seri bağlanarak, yüksek seviyeli çıkışgerilimi sağlanır. Şekil 3, bir MJTC yapısını göstermektedir.

AkımGirişi

o

Gerilim Çıkışı

Şekil 3. MJTC yapısı

Transfer standartlarının de çıkış gerilimi, MJTC kullanılarak 100 mV değerine kadarartınlabilmiştir. Fakat yapılan ölçümler sonucunda, bu tip standartların yüksek frekanslarda

iyi performans göstermediği görülmüştür. MJTC 'lar, SJTC 'lar gibi uzun ısı zaman sabitinesahiptir. Bu gibi dezavantajlar sonucunda, ac ölçümler için standart arayışları sürmüş ve 1974yılında W.E.Ott tarafından yeni bir transfer standart tasarlanarak üretilmiştir [10]. Standardıntemelini "RMS Sensör" olarak adlandırılan bir tümleşik devre oluşturmaktadır.

b) RMS Sensör Yapılı Termal Çeviriciler :

Şekil 3, sensörün iç yapısını göstermektedir. Görüldüğü gibi direnç üzerinde harcanangüç diğer standartlardan farklı olarak ısılçift tarafından değil, bir transistorun baz-emitereklemi tarafından algılanmaktadır.

Yüsettld

Şekil 4. RMS Sensör yapısı

RMS sensörün çalışma prensibi kısaca şu şekilde açıklanabilir : Rx direnci uygulanangerilimin rms değerine bağlı olarak üzerinde harcanan güçden (Vrms

2/R) dolayı ısınır. Buısınma, Q] transistorunun baz-emiter ekleminde sıcaklık artışına ve dolayısıyla Vbe gerilimindede artışa sebep olur. Baz-emiter gerilimi ile sıcaklık arasındaki ilişki aşağıdaki eşitlikleformüle edilir:

k : Boltzman sabitiq : Elektron yüküIc : Kollektör akımıVbe : Baz-emiter eklem gerilimi

Vbe gerilimindeki artış kollektör geriliminin artmasına sebep olur. Qj ve Q2

transistörlerinin kollektör gerilimlerini karşılâşîıran'fark yükselticisi, bu değişimi dengelemekamacıyla R2 direnci üzerindeki Vout gerilimini artüttf. Gerilimdeki bu artış, R2 direncininısınmasına, bu ısınmayı algılayan Q2 trarisrstörÜnûfi Vbe2 ge'riliminin artmasına sebep olur.Denge durumunda her iki transistorun kollektör gerîfimlefi aynı olup, dirençler üzerinde aynıgüç harcanmaktadır. Bu durumda Vout gerilimi Vinp geriliminin rms değerine eşit bir degerilimdir. RMS Sensör, yüksek çıkış gerilimi ve 2 mVrms ile 1100 Vrms değerleri arasında 1MHz e kadar ölçüm yapabilme özellikleri dolayısıyla pekçok transfer standardın yapısınıoluşturmaktadır.

4. UME Gerilim Laboratuvarı AeÖlçüm Sistemiıv,. ,,

Gerilim Laboratuvarında ac ölçümler, ac/dc transfer standartlar kullanılarakyapılmaktadır. Laboratuvarda bir âdet ısilçift iermaî çevirtei yapılı "FLUKE 540B ThermalStandard" ve iki adet RMS sensör yapılı "FL'UKE 7*>2A AC/DC Transfer Standard" olmaküzere 3 transfer standart bulunmaktadır. Ac gerilimin uluslararası birimlere izlenebilirliği,FLUKE 792A transfer standardının Almanya'nın" ulusal metroloji enstitüsü PTB'ye(Physikalisch-Technische Bundesanstalf) gönderilmesi suretiyle sağlanmaktadır. Standart,burada kendinden daha iyi bir transfer standartla kârşılkştırîîmakta ve çeşitli gerilim/frekansnoktalarındaki ac/dc transfer farkları hdsâplanmaktadir. Daha sonra, laboratuvarımızdabulunan diğer standartlar bu referans standart kullanılarak kalibre edilmekte ve ac/dc transferfarkları saptanmaktadır. Kalibre edilen' bu iki stâridart da, dışarıdan gelen endüstriyelkalibrasyon taleplerinin karşılanmasında kullanılmaktadırlar. Bu şekilde oluşturulan birkalibrasyon zinciri ile ac gerilim izlenebilirliği uluslararası tammlı birimlerden testlerdekullanılan en küçük ac voltmetreye kadar indirilmesi sağlanır. Şekil 5, UME GerilimLaboratuvarında mevcut bulunan ac gerilim izlenebilirliğini göstermektedir.

uME

GERİLiM

AB.

PTB

Birindi SeviyeAc/dc Transfer Std./Hesaplanabilir Tsrmal\^ Çeviriciler j

792A(RMS Sensör)

792A(RMS Sensör)

540B(SJTC)

Ac GerilimKaynaklar!

Ac Voltmetreler

Şekil 5. UME Gerilim Laboratuvarı ac gerilim izlenebilirlik zinciri

Laboratuvarımızda ac ölçümler için otomatik sisteme geçiş çalışmaları başlatılmışbulunmaktadır. Bu sistem kullanılarak, ölçümlerin doğruluğunun göstergesi olan ac/dc transferfarklarının düşürülmesi amaçlanmaktadır. Gerilim Laboratuvannın mevcut kalibrasyonimkanları 10 Hz-1 MHz frekans bandında 100 mV^-lOOOV^ gerilim aralığında ac/dctransfer standart, ac voltmetre, ac kalibratör kalibrasyonlan olarak sayılabilir.

Kaynaklar

1. Pöpel R., Josephson Effect and Voltage Standards, Metrologia, 1992, 29, 153-174

2. Hartland A., The Quantum Hail Effect and Resistance Standards, Metrologia,1992, 29, 175-190

3. Vastrade C, IEEE Trans. Instrum. Meas., 1980, IM-29, 416-4194. Oldham N.M., Hetrick P.S., Zeng X., IEEE Trans. Instrum. Meas., 1989,

IM-38,368-3715. Clarke J.J.J., Stockton J.R., J.Phys. E., 1982, 15, 645-6526. Klonz M., IEEE Trans. Instrum. Meas., 1987, IM-36, 320-3297. Hermach F.L., J. Res.Nat. Bur. Stand., 1952, 48, 121-1388. Inglis B.D., Standards for AC-DC Transfer, Metrologia, 1992, 29, 191-1999. Wilkins F.J., Deacon T.A., Becker R.S., Prac. Inst. Elect. Eng., 1965, 112, 794-80510. Calibration: Philosophy in Practice, Fluke, Second Edition, 10.6-10.7

AGMC DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ

VE

KALİTE GÜVENCE SİSTEMİ

Hv. Müh. Kd. Bnb. Ayhan SEZGİN

İnci HİMB. K.LIĞI ELEKTRONİK SİSTEMLER MÜDÜRLÜĞÜ

^ ^ f l TAKDİM PLANI

I

/ AGMC DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ

/ KALİTE GÜVENCE SİSTEMİ

Y-1

Kalibrasyon Programının Uluslararası geçerliliği için AGMC tarafından yapılan değer-lendirmelerde dikkate alınan kriterler ile kalite güvence sisteminin önemi nedeniyle bilgi sunmakamacıyla hazırlanan "AGMC değerlendirme kriterleri ve kalite güvence sistemi" konulu brifing yan-sıda görülen başlıklar altında arz edilecektir.

Bilindiği gibi test/ölçü aletleri ve tezgahlar, imalat, test yada bakım işlerinde referans olarak kul-lanılar. İmalat test ve bakım işlerinde kullanılan test/ölçü aletleri ile tezgahlar, yapılan işlemin /ürünündğıruluğunun yada kalitesinin ölçümünde eya izlenmesinde kullanılan en önemli vasıtadır. Bu bakım-dan, doğrudan kalitenin bir ölçme vasıtası olan test/ölçü aletlerinin doğru ve kaliteli ya da güvenilirolmasına ihtiyaç vardır. Bu kapsamda kalitenin ayrılmaz bir parçası olan kalibrasyon zinciri, belge-lendirme (sertifikasyon) ve kalite güvence sistemi yönünden anlatılacaktır. Öncelikle belgelendirmenedir? Ona bakalım.

BELGELENDİRME (SEKTİFİKASYON)

YAPILAN İŞ, KULLANILAN TEÇHİZAT DOKÜMAN,TESİS VE YÖNTEMİN, MEVCUT ULUSLARARASISTANDARTLARA GÖRE GÜVENİLİRLİĞİNİN VE

DOĞRULUĞUNUN BELGELENDİRLMESİDİR.

Y-2

BELGELENDİRME (SERTIFİKASYON)

Yapılan iş, kullanılan teçhizat, doküman, tesis ve yöntemin mevcut uluslararası standartlarlagöre güvenilirliğinin ve doğruluğunun belgelendirilmesidir.

SERTIFIYENIN ANA KRİTERLERİ

/ KALİBRE DOĞRULUK DEĞERLENDİRMESİ

(AUDIT)/ KALİTE GÜVENCE PROGRAMI

(QAP)/ ÇEVRE ŞARTLAR

(ECS)/ TESİS

(FACILITY)

Y-3

İki yılda bir periyodik olarak AGMC tarafından yapılan değerlendirmelerde labaratuvar genelolarak tüm fonskiyonlanyla değerlendirmeye tabi tutulur. Fakat sadece yansıda görülen 4 ana konudatespit edilen eksiklikler labaratuvarın direk olarak sertifiye olamamısna sebep olur . Bunlar:

• Kalibre Doğruluk Dğerlendirmesi (AUDİT)

• Kalite Güvence Programı (QAP)

1 Çevre Şartlan

> Tesif

(ECS)

(Facility)'dir.

10

KALİBRE DOĞRULUK DEĞERLENDİRMESİ(AUDIT)

MEVCUT ENVANTERE GÖRE, KALİBRE EDİLENÜNİTELERDEN BELLİ ORANDA ÖRNEKLER

SEÇİLEREK YENİDEN KALİBRE ETTİRİLMESİDİR.BU YÖNTEMLE KALİBRASYON LABARATUVARI

PERSONELİNİN PERFORMANSIDEĞERLENDİRİLMEKTEDİR.

Y-4

KALİBRE DOĞRULUK DEĞERLENDİRMESİ (AUDIT)

Mevcut envantere göre, kalibre edilen ünitelerden belli oranda örnekler seçilerek yenidenkalibre ettirilmesidir. Bu yöntemle kalibrasyon laboratuarı personelinin performansı değer-lendirilmektedir.

Değerlendirmeye alınacak cihaz sayısı laboratuvarın envanterinde yani sorumluluğundabulanan cihaz miktarına bağlı olarak belirlenir. Bu cihazlar envanterin %1'ini oluşturan ve kali-breleri yapılarak birliklerine sevk edilmeyi bekleyen cihazlar ile son bir ay içerisinde kalibreleriyapılmış laboratuvarda ait cihazlar arasından rastgeie (random) seçilir, seçilen 10 cihazdan en az3 tanesinin laboratuardan olmasına dikkat edilir. Hatalı cihaz sayının tespit edilen sınırları aşmasılaboratuvar için temel bir eksiklik olarak kabul edilir ve labaratuvar belgelendirilmez.

11

KALİTE GÜVENCE PROGRAMI

(QAP)

MEVCUT ULUSLARARASI KALİTESTANDARTLARINA UYGUN KALİBRE HİZMETİ

VERİLMESİNİ SAĞLAYAN, PERSONELİNPERFORMANISINI SÜREKLİ İZLEYEN VE KALİTE

İHYAÇLARINI ORTAYA KOYAN BİR SİSTEMİNDEĞERLENDİRİLMESİDİR.

Y-5

KALİTE GÜVENCE PROGRAMI (QAP)

Mevcut uluslararası kalite standartlarına uygun kalibre hizmeti verilmesini sağlayan, per-sonelin performansını sürekli izleyen ve kalite ihtiyaçlarını ortaya koyan bir sistemin değer-lendirilmesidir.

Bu program teknik emirlerde belirtilen esaslara uygun olarak yürütülmeli ve gerçekleştirilenher türlü faaliyet kayıt altına alınmalıdır. Labaratuvarın değerlendirilmesinde kalite güvence pro-gramı ağırlıklı bir yer tutar.

12

ÇEVRE ŞARTLARI(ECS)

KALİBRE İŞLEMLERİNİN YAPILDIĞI ORTAMINSON BİR YILDA ULUSLARARASI

STANDARTLARDAKİ LİMİTLER İÇİNDE OLUPOLMADIĞININ DEĞERLENDİRİLMESİDİR.

LİMİT: TOPLAM ÇALIŞMA SÜRESİNİN MAX. %10'UDUR. Y-6

ÇEVRE ŞARTLARI (ESC)

Kalibre işlemlerinin yapıldığı ortamın son bir yılda uluslararası standartlardaki limitler içindeolup olmadığının değerlendirilmesidir.

13

ÇEVRE ŞARTLARI(ECS)

• SICAKLIK

• NEM

•TOZ

• AYDINLATMA

ÇALIŞMA ALANI

BOYUT KLB.

ELKT/MEK. KLB.

SICAKLIK

C

20 +/- 0.56

22.3+/-3.3

NEM

%RH

20-50

20-50

TOZ

*

AYDNT

(FC)

50 min

50 min

f 1 FEET KÜP'TE 5 MİKRONDAN BÜYÜK BULUNABİLECEKTOZ SEVİYESİ MAX. 700 ADETTİR. Y-7

Sahip olunan ölçüm standartlarının ölçme ve kalibrasyon programında öngörülen, bilimselolarak belirlenmiş ideal çevresel şartların sağlandığı bir ortamda muhafaza edilmesi ve kullanıl-ması gerekmektedir. Bu şekilde yapılan her kalibre ve ölçüm işleminin NIST'te bulunan milliölçüm standartlarıyla izlenebilirliğini sağlamak mümkün olabilecektir. Bu nedenle labaratuvarınçevresel şartları sürekli olarak gözlenmeli, kayıt altına alınmalı ve herhangi bir prametrenin sınırdeğerler dışına çıkması durumunda derhal düzeltici tedbirler alınmalıdır. Sıcaklık, nem, toz veaydınlatma değerleri toleranslanya birlikte yansıda verilmiştir.

14

TESİS(FACIL1TY) \

MEVCUT İŞ YÜKÜNE GÖREİSTENİLEN STANDART HACİMLERDEKİ KAPALI

ALANLARIN FİZİKİ ANLAMDA UYGUNLUĞUNUNKONTROL EDİLMESİDİR.

Y-8

TESİS (FACIUTY)

Mevcut işyüküne göre istenilen standart hacimierdeki kapalı alanların fiziki anlamda uygun-luğunun kontrol edilmesidir.

Laboratuvarın hizmet verdiği cihaz sayısını karşılayacak derecede büyük ve planlı bir çalış-ma ortamına sahip olunması gerekmektedir. Toz kontrolü için gerekli pozitif basıncı oluşturacakve koruyacak çift kapılı, yeterli giriş rahatlığı sağlayan, kapıları kontrollü açılan ve "AIRLOCKDOOR" diye adlandırılan giriş kapısı olmalıdır.

Laboratuvarın aydınlatılması teknisyenlerin cihaz üzerinde rahat çalışmalarını sağlayacakşekilde, gölgesiz olmalıdır.

15

KALİTE GÜVENCE SİSTEMİ

KALİTE GÜVENCE KONTROL METODLARI

KALİTE DOĞRULAMA METODU UYGULAMALARI

KALİTE GÜVENCE RAPORLAŞMA USULLERİ

PERSONEL

Y-9

KALİTE GÜVENCE SİSTEMİ

Kaiibrasyonun bizzat kendisi bir kalite güvence işlevi olmakla birlikte, kalibrasyon labaratu-varlarının kendine has ayrı bir kalite güvence programı vardır. Bu program hava kuvvetleri ölçmeve kalibrasyon programının bir parçası olup, teknisyenler arasında seçilen tecrübeli ve kabiliyetlipersonel tarafından yürütülür.

Kalite güvence sistemi yapılan kalibrelerin kontrol metodlarını, kalibre doğrulama metoduuygulamalarını, raporlaşma usulleri ile kalite personelini kapsamaktadır.

KALİTE GÜVENCE DOĞRULAMA

METODLAR1

/ KALİTE DOĞRULAMA METODU

/ KALİTE GÖZLEM METODU

/ GİRİŞ KONTROLLARI

/ ÇALIŞMA STANDARTLARININ KONTROLÜ

/ ÇIKIŞ KONTROLLARI

/ YERİNDE KALİBRE EKİP KONTROLLARI

Y-10

KALİTE GÜVENCE DOĞRULAMA METODLARI

Kalite güvence programı kapsamında yürütülen kalite doğrulama metodu onarım/kalibresibitirilmiş test/ölçü aletlerine uygulanan kontrol metodudur. Cihazın kalibresinde ve dokümanlar-da tespit edilecek hata, teknisyen seviye değişikliğini gerektirir. "Hata" lı durumda cihaz yenidenkalibre işlemine tabi tutulur. Kalite doğrulama metodu uygulanan her cihaz için AFTO FORM 422(Kalite kontrol değerlendirme formu) doldurulur.

Ölçü aletlerinin kalibresi sırasında gözlem şeklinde yapılan kalite gözlem metodunda herteknisyen yılda en az iki defa kontrol edilir.

Ölçü aletleri, kullanıcı sorumluluğunda bulunan aksesuar, teknik doküman, sandıklama vekalite uygunluk kontrollerine tabi tutulur ki bu işleme giriş kontrolü adı verilir.

Çalışma standartlarının kontrolü ise kalibrasyon laboratuvarlarmm sahip olduğu ve kullanılançalışma standartlarının % i "inin kalite güvence elemanları tarafından gelişigüzel seçilerek kalitedoğrulama metoduna tabi tutulmasıdır.

Onarım ve Kalibrasyonu biten bütün ölçü aletleri emniyet, temizlik, fiziki durum veforma/dökümantasyon konularında çıkış kontrollarına tabi tutularak çıkış işlemleri yapılır.

Yerinde kalibre ekipleri tarafından birliklere gidilerek yapılan kalibre işlemleri kalite güvenceprogramı dahilinde yürütülür. Yerinde kalibre ekiplerinde kalibrasyon laboratuvarında uygulanankalite güvence programı aynen uygulanır. Eğer ekipte kalite güvence elemanı bulunmuyorsayerinde kalibre ekip şefi tüm kalite güvence programını yürütür.

17

KALİTE DOGRULAM METODUUYGULAMALARI

/ ÇOK SEVİYELİ ÖRNEKLEME SİSTEMİ

/ TEKNİSYEN SEVİYESİ

/ CİHAZ KONTROLÜ

Y-ll

KALİBRE DOĞRULAMA METODU

Kalite doğrulama metodu çok seviyeli örnekleme sistemine uygun olarak yapılır. Çokseviyeli örnekleme sisteminde başlangıç olarak tecrübeli teknisyenler 3 seviyesinden, tecrübesizve yeni teknisyenler ise 2 seviyesinden göreve başlatılır. Teknisyen seviyeleri, üretim ve kalitemetodlarmdaki başarı ve verimliliğe bağlı olarak değişir. Cihaz kontrollerinde kontrole alınmadangeçebilecek maksimum cihaz sayısı her seviyede ayn ayn belirlenmiştir.

18

KALİTE GÜVENCE RAPORLAŞMAUSULLERLİ

/ AFTO FORM-442 KALİTE KONTROL

/ KALİTE GÜVENCE RAPORU

/ ACİL EĞİTİM İHTİYACININ BİLDİRİMİ

/ TEKNİSYEN SEVİYLERİ PANOSU

Y-12

KALİTE GÜVENCE RAPORLAŞMA USULLERİ

Kalite güvence personeli, yaptığı her kontrol sonucu ve teknisyen hakkındaki bilgileri AFTOFORM 442 kalite kontrol değerlendirme formu tanzim ederek kalite güvence başkanlığına gön-derir.

Kalite personeli her ayın sonunda yaptıkları kontrolleri kapsayan "Kalite Güvence Raporu"nu kalibrasyon laboratuvarı yönetimi ile kalite güvence başkanlığına gönderir.

Yapılan kontrollerde tespit edilen eğitim ihtiyaçlarını laboratuvar yönetimine yazıyla bildirir.Böylece hata yapılmasını ve eğitim seviyesinin yükselmesini sağlar.

Teknisyenlere ait seviye değişiklikleri güncel olarak teknisyen seviyeleri panosuna işlenir.

19

PERSONEL

/ KALİTE GÜVENCE ŞEFİ

/ KALİTE GÜVENCE ELEMANI

Y-13

PERSONEL

Kalite güvence programının uygulanmasını sağlayan kalite güvence şefi ve kalite güvenceelemanları, kalibrasyon laboratuvarında görev almaktadır. Bu personel uygulanan tüm metod-ların takip edilmesini, raporlaşmalann yapılması ve kalitenin vazgeçilmez parçası olan kalibreninuluslararası standartlarda yapılmasına temin eder.

20

AVRUPA BİRLİĞİNDE AKREDİTASYON

Hüseyin Uğur

TÜBİTAK, Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME), P.K. 21, 41470, Gebze, Kocaeli

Özet: Avrupa Birliği'nde akreditasyon konusunda farklı ülkelerce çeşitli sistemler uygulanmaktadır.Ancak son zamanlarda kabul gören bir oluşum, laboratuvar, sistem, ürün/hizmet ve personelkonularında tek elde akreditasyon hizmetlerini toplamak olarak, ortaya çıkmıştır. Buna göre herülke önce bütün akreditasyon hizmetlerini bir noktada birleştirecek daha sonra da ülkeler arasıtanınmaya gidilecektir. Tanınma, teknik denetimler sonucu bir ülkenin akreditasyon sisteminiuluslararası normlara göre kurup çalıştırdığının belirlenmesi ile olacaktır.

1. Giriş

Bilindiği gibi uluslararası ticaretin yaygınlaşması, son yıllarda yeni düzenlemeleri beraberindegetirmiştir. GATT antlaşması ve Avrupa Topluluğu ile gümrük birliği güncel olarak Ülkemiziilgilendiren en önemli iki ticari uygulamadır. Tamamen serbest rekabet ortamına dayanan bu ikiantlaşma ile gümrük duvarları kademeli olarak kalkmakta, yerine belirli hukuksal önlemler ileteknik denetim ve üreticinin belirli bir kaliteyi sağlaması yükümlülükleri gelmektedir. Hukuksaldüzenlemeler, patent, telif, tüketiciyi koruma, serbest rekabeti teşvik, anti-kartel gibi yasalarıiçermekte ve genel olarak "ticari ahlak" ile ilgili yapıyı oluşturmaktadır. Küreselleşen ticaretinorganizasyonu için sadece yasal düzenlemeler yeterli olmamakta, bunun yanı sıra teknikdüzenlemeler de gerekmektedir. Bununla hedeflenen ise, her ülkenin, üretim, hizmet ve ticaretsektörlerinin oto-kontrol mekanizmaları ile uluslararası sisteme uygunluğunun tescil edilmesidir.Bu düzenlemeler aynı zamanda teknik engellerin kaldırılması için de son derece önemlidir. Ancakher çeşit uygunluğun onaylanması, organize bir belgelendirme sistemini gerektirir. Böylece çeşitliunsurların, yayınlanan standart, direktif, yönetmelik veya diğer kurallara uygunluğu, belgelendirmekuruluşlarınca incelenip onaylanır. Bu nedenle de ticarete ve üretime konu olan her türlübelgelendirme faaliyetlerinde bulunan kuruluşların yetkilendirilmeleri veya bir başka deyişle akrediteedilmeleri gerekmektedir. Doğal olarak böyle bir sistemin oluşması gereği akreditasyon yöntemlerive kurumlarına çok büyük önem kazandırmıştır.

Gerek GATT, gerekse Gümrük Birliği antlaşmaları, Türkiye'de de, uluslararası nitelikte, teknikolarak yeterli, özerk ve kanunla kurulmuş bir akreditasyon sisteminin varlığını gerekli kılmaktadır.Bu sistem, ya çeşitli akreditasyon unsurlarından meydana gelir, ya da Batı Avrupa ülkelerininüzerinde çalıştıkları ve bazılarının da kurdukları gibi, her türlü akreditasyondan sorumlu tek bir"Milli Akreditasyon Konseyinden oluşur. Böyle bir Konsey'in varlığı bir yandan Türkiye'yimuhtemel bir teknik engellemeye karşı koruyacak, diğer yandan da organize bir akreditasyonsistemini kurmamış ülkelere karşı gerektiğinde teknik engellemelerde bulunabilecektir.

Birçok ülkede son otuz yılda önem kazanmaya başlayan akreditasyon kavramı, ne yazık ki tamolarak olgunlaşmamıştır. Hemen hemen her ülke, akreditasyon sistemini farklı oluşturmuştur.Ancak son beş yıldır süregelen çalışmalar sonucunda, AB ve EFTA ülkeleri (Avrupa EkonomikAlanı) akreditasyon sistemlerini önce harmonize etme, daha sonra da bir çatı altında toplama kararıalmışlardır. Bu gelişmeler üzerine ABD, Japonya, Güney Doğu Asya ve Güney Amerika ülkeleride benzer çalışmalara başlamışlardır. Burada vurgulanması gereken en önemli husus, bütün bu

21

ülkelerde şu anda da akreditasyon işlemlerinin çeşitli kuruluşlarca yürütülüyor olmasıdır. Yapılançalışmalar büyük ölçüde her türlü akreditasyonun bir ülke içinde, önce hoinojenleştirilmesi, daha jsonra tek bir merkezde toplanması ve en son aşamada da uluslararası sisteme entegrasyonunun /sağlanmasına yöneliktir. Avrupa'nın oluşturduğu ve diğer ülkelerin de katılmayı tasarladıkları busistem Türkiye için de son derece uygundur. Türkiye'de henüz bir akreditasyon sistemininolmaması ve tamamen yeni bir sistemin kurulmasının planlanması ülkemiz için çok büyük birfırsattır. Ancak bunun doğru yapılabilmesi ve ileride problemsiz olarak uluslararası sisteme entegreolabilmesi için öncelikle Avrupa'daki akreditasyon işlemleri ve organlarının iyi incelenmesi gerekir.Avrupa'da yürürlükte olan sistem ve kullanılan yöntemlerle ile ilgili bilgiler aşağıdadır.

2. Avrupa Birliği'nde Akreditasyon İşlemleri j

Şekil l'de gösterildiği gibi, genel olarak tüketiciye sunulan bir ürünle ilgili olarak temel altı aşamavardır :

- 1. Tasarım- 2. Üretim- 3. Üretim Testi- 4. Satış- 5. Tip Testi ve Onayı- 6. Denetim, Performans Testi ve Onayı >

Bu aşamalardan ilk dördü üretimi yapan kuruluş içinde yapılır ve bunlarla ilgili temel prensiplerve sağlanması gereken minimum şartlar ISO 9000 serisi standartlarla belirlenmiştir. Avrupa bustandartları EN29000 serisi olarak aynen kabul etmiştir.

Beşinci ve altıncı aşamalar üretici dışında bağımsız laboratuvarlar tarafından yapılır ve teknik ölçümve test gerektirir. Bu laboratuvarların çalışma prensipleri ise EN45001 ve ISO Guide 25 standartlarıtarafından belirlenmiştir. ISO Guide 25 tam bir standart olmamasına rağmen, EN45000 serisistandartlardan daha kapsamlı olması nedeni ile bir standart olarak nitelendirilip kullanılmaktadır.EN45000 serisi ve ISO Guide 25 temel alınarak yeni bir standartın hazırlanma çalışmaları teknikbirimlerce başlamış bulunmaktadır. Yeni standart bütün dünyada uygulanacaktır. Ancak, bu standart /oluşuncaya kadar EN45000 serisi standartlar kullanılmaya devam edilecektir.

Gerek EN29000, gerekse EN45001 standartlarının doğru uygulandıkları, bağımsız kuruluşlartarafından kontrol edilmelidir. Bu kuruluşlara "Belgelendirme Kuruluşları" denir.ISO9000/EN29000 konusunda faaliyet gösteren belgelendirme kuruluşlarının çalışmaları ile ilgilidüzenlemeler EN45012 standardı, EN45001 konusunda faaliyet gösteren kuruluşların çalışmalarınıdüzenleyen kurallar ise EN45002 standardı ile belirlenmiştir.

Yukarıda belirlenen belgelendirme işlemlerinin yanı sıra, son ürün ile ilgili laboratuvar testlerinindışında kalan işlemler için ürün belgelendirmesi ve bu sektörde çalışan kişilerin eğitimi ve /sınanmasını içeren personel belgelendirmesi de gerekmektedir. Bu konularda faaliyet gösterecekkuruluşlarla ilgili kurallar da, ürün için EN45011, personel için EN45013 standartları ilebelirlenmiştir.

Özetle, her ülkede temel dört tip belgelendirme yapılmaktadır. Bunun sonucunda belgelendirmeişlemleri her ülkede farklı uygulanmasına rağmen temel olarak dört unsurdan oluşmaktadır:

22

1. Kalibrasyon, analiz ve test hizmeti veren laboratuvarlar : Bunlar üretim veya ticarete konuolan her türlü ölçümü yapan laboratuvarlardır. Yapılan ölçümlerin, ulusal metroloji merkezveya enstitülerinde bulunan ulusal ölçme standartlarına izlenebilir olması ve ölçümlerinuluslararası kuruluşlarca belirlenen kurallara göre yapılması gerekir.

2. Ürün veya Hizmet sertifikası veren kuruluşlar: Bunlar tüketiciye sunulan her ürünün (hizmetdahil) çeşitli standart, direktif veya kurala uygun olarak üretilip, pazarlandığını onaylayanbağımsız kuruluşlardır. Bu kuruluşlar ister kendileri test laboratuvarları işletir, isterse bir üstmaddede tanımlanan bağımsız laboratuvarların yaptıkları ölçümleri kullanırlar.

3. Sistem belgelendirmesi yapan kuruluşlar : Üretim veya hizmet sektöründe faaliyet gösterenbir kuruluşun belli bir kalite güvence modeline (örneğin ISO-9000 serisi) uygun faaliyetgösterdiğini tescil eden kuruluşlardır.

4. Eleman belgelendirmesi yapan kuruluşlar : Yukarda belirtilen her üç konuda faaliyet gösterenkuruluşlarda çalışan teknik kişileri eğitip, sertifika veren bütün kuruluşlardır.

Her ülkede ulusal ölçekte bir kalite sisteminden bahsetmek için gerekli olan bu dört unsuruoluşturan kuruluşların etkinliklerini düzenleyen ve yetkilendiren bir akreditasyon sistemigerekmektedir. Bazı ülkelerde bu dört konuda çalışan kuruluşlar birbirlerinden bağımsız olarakçalışan farklı organizasyonlar tarafından akredite edilirler. Ancak son yıllarda yaygınlaşan biruygulamayla yukarıda bahsedilen dört belgelendirme konusunda birer kuruluş akreditasyondansorumludur; ancak bu dört kuruluş bir şemsiye organizasyon içinde koordineli bir şekilde faaliyetgösterirler. Şemsiye organizasyon genellikle bağımsız çalışan, tüzel kişiliğe sahip ve endüstritarafından oluşturulan kuruluşlardır. Akreditasyonu yapan dört uzman kuruluşun, akredite ettiklerikuruluşların üzerinde olması ve bu kuruluşlarla herhangi bir çıkar ilişkisinde bulunmamalarıgerekir. Ancak sistemin bu şekilde çalışması uluslararası alanda saygınlık kazanır ve tanınır.

3. Karşılaşılan Güçlükler

Avrupa'de belgelendirme kuruluşları için geçerli olan temel kurallar yukarıda da değinildiği gibiEN45011, EN45002, EN45012 ve EN45013 standartlarıdır. Avrupa içinde genel olarak her dörtakreditasyon konusunu tek bir kurallar dizisi içinde tek bir elden yürütme eğilimi vardır. Bukurallar dizisi ise laboratuvarlar için EN45003 standardı ile belirlenmiştir. Bütün akreditasyonukapsayacak şekilde EN45003 standardı EN45010 olarak genişletilmektedir. Devam eden buçalışmanın en son ürünü prEN45010 olarak yayınlanıp ilgili kuruluşların görüşlerinin alınmasıamacı ile dağıtılmaktadır. EN45010, standart olarak yayınlandığında, akreditasyonun, tarafsız,bağımsız ve hukuksal bir temele dayanan tüzel kişiliğe sahip bir kuruluş olmasını öngörmektedir.Bu nedenle Avrupa Birliği'ne mensup ülkeler ya bir "Milli Akreditasyon Konseyi" kurmuşlardır,ya da mevcut çeşitli akreditasyon unsurlarım birleştirerek merkezi bir konseyin oluşturulması içinçalışmaktadırlar. Şu ana kadar her türlü akreditasyonu tek bir konsey altında toplamış ülke sayısıyedidir. Diğer ülkeler de bu konudaki çalışmalara devam etmektedir.

Avrupa sisteminin homojenleşmesi aşamasında karşılaşılan en büyük güçlük laboratuvarakreditasyonu açısından yaşanmaktadır. Bu konuda ilk problem, yıllardır kalibrasyon ve testlaboratuvarlannın yapay bir şekilde ayrılmış olmasından kaynaklanmaktadır. Test laboratuvarlarıbirliği WELAC ile kalibrasyon laboratuvarları birliği WECC 1994 yılı sonunda EAL (AvrupaLaboratuvar Akreditasyonu) bünyesinde birleşmişlerdir. Bu gelişme, test ve kalibrasyonu ayrıtutmaya çalışan bazı ülkeler için zorluk yaratmış ise de bütün laboratuvar akreditasyonun tek birmerkezden yürütülmesi için çalışmalara da başlamışlardır. 23

İkinci güçlük laboratuvar akreditasyonlarının genel olarak ulusal metroloji enstitüleri tarafındanyapılması ile oluşmuştur. Teknik olarak akreditasyon ve sonraki kontroller sırasında ulusalenstitünün laboratuvar ve elemanlarından yararlanılması, akredite olan laboratuvarlar arasında îyapılan teknik karşılaştırmaların ulusal enstitü tarafından organize edilip denetlenmesi, idari olarak /da akreditasyonun bu enstitülerce yapılmasını gerektirmiştir. Ancak laboratuvar akreditasyonu ilediğer üç tip akreditasyonun sıkı bir ilişki içinde olması sorun yaratmış, Batı Avrupa, uzun dönemdelaboratuvar akreditasyonunun da diğerleri gibi akreditasyon konseyleri aracılığı ile yapılmasınakarar vermiştir. Başta Fransa, İngiltere, Almanya ve İtalya olmak üzere birçok ülke yeni sistemegeçmek için çalışmalara başlamıştır. Fransa ve İngiltere, ülkelerinde gerekli yasal değişikliklereyaparak yeni sisteme uyum sağlamışlardır. Diğer ülkeler de bu konuda önümüzdeki yıllarda gereklidüzenlemeleri yapacaklardır.

Üçüncü güçlük, uzun zamandır çalışmakta olan laboratuvar akreditasyonu ile diğer konular jarasındaki kopukluktan kaynaklanmaktadır. Bunun en büyük nedeni laboratuvar akreditasyonunun, /üzerinde uzlaşılmış kurallarca, yapılması, uzun zamandır organize bir sistemin varlığı ve Avrupa'da17000 laboratuvarın bugüne kadar akredite olmasına karşın, diğer akreditasyon konularında bellibir belirsizliğin bulunması, sistemin çok yeni ve kapsamının da oldukça dar olmasıdır.Bu farklılığın en belirgin örneği uluslararası kuruluşlar bünyesinde görülmektedir. Avrupa'dalaboratuvar akreditasyonundan sorumlu kuruluşlar EAL (European Accreditation of Laboratories),diğer akreditasyon kuruluşları ise EAC (European Accreditation of Certification) bünyesindetoplanmaktadır. Bu iki kuruluşun birleşme çalışmaları devam etmekte olup, kısa zamanda sonuçalınması beklenmektedir. Doğal olarak Avrupa Ekonomik Bölgesindeki bütün ülkeler bu birleşmeningerçekleşeceğini varsayarak kendi sistemlerini oluşturmaktadırlar. :

Bu oluşumun başım Fransa, İngiltere, Finlandiya, İsveç, Norveç, Danimarka ve Portekizçekmektedir. Bu yedi ülke her türlü akreditasyondan sorumlu bağımsız, yasal temeli olan tüzelkişiliğe sahip Akreditasyon Konsey veya Kurumlarını kurmuşlardır. Sadece İngiltere hazırlanankanun metnini henüz parlementosundan geçirmemiştir. İngiltere bu aşamada laboratuvarakreditasyonundan sorumlu kuruluş olan NAMAS'ı ulusal metroloji kuruluşu olan NPL bünyesindenalarak NACCB bünyesine katmaktadır. Bu şekilde NACCB her türlü akreditasyondan sorumluolacaktır. Ancak NAMAS, NACCB bünyesinde yarı özerk bir statü ile çalışmaya devam edecektir.Kanun üzerinde görüşmeler tamamlanmış olup kesin sonuç sonbaharda alınacaktır. Bu ülkelerdekidurum Tablo l'de verilmiştir. i

Avrupa'daki diğer ülkelerde durum daha karışıktır. En büyük problem Almanya ve italya'dayaşanmaktadır. Bu ülkelerde henüz test ve kalibrasyon akreditasyonları birleştirilememiştir. Her ikiülkede de kalibrasyon laboratuvarlanmn akreditasyonu eskiden Fransa ve İngiltere'de de olduğu gibiulusal metroloji enstitülerince oluşturulan organlarca yürütülmektedir. Almanya için bu kuruluşDKD, İtalya için SIT'tır. Test laboratuvarları konusunda İtalya'da SINAL yetkili kuruluştur. AncakAlmanya'da test laboratuvarlarının akreditasyonundan sorumlu 19 ayrı kuruluş mevcuttur. Budurum Almanya'yı çok zor durumda bırakmıştır. Bunun sonucu olarak Almanya önce bütünlaboratuvar akreditasyonlarım tek bir çatı altında toplama, daha sonra da laboratuvarla birlikte diğerakreditasyon faaliyetlerini DAR adlı bir kuruluş bünyesinde birleştirmek üzere çalışmaktadır.Birleştirme çalışmaları başta Hollanda olmak üzere diğer Avrupa ülkelerinde de devam etmektedir. /Bu ülkeler ile ilgili özet bilgiler ise Tablo 2'de verilmiştir.

24

4. Ülkeler Arası Tanınma ve Türkiye'nin Durumu

Ülkeler arası tanınma ise hükümetler seviyesinde olmayıp, birliğe üye ülkelerin akreditasyonkuruluşları arasında olmaktadır. Buna göre Akreditasyon Sisteminin tanınmasını isteyen ülkeninAkreditasyon Konseyi, daha önce tanınma işlemlerinden geçmiş ülkelerin kuruluşlarınca, baştaEN45003 olmak üzere, çeşitli kuralla göre denetlenmekte ve bu denetime göre karar verilmektedir.Her ne kadar EN45003 laboratuvar akreditasyonu yapan kuruluşlar için hazırlanmışsa da EN45010standardı yürürlüğe girdiği zaman diğer akreditasyon konularını da kapsayacaktır. Bu konulardahükümetler ise ülkeyi temsil ile görevli akreditasyon kuruluşunu oluşturmak ve bunu AvrupaTopluluğu'na bildirmekle yükümlüdürler. Özetle, Konseyin bir kanunla oluşması veya DışişleriBakanlığı'nın, bu kuruluşu, resmen bildirmesi yeterli olmamakta, mutlaka birlik üyesi diğerkuruluşlarca teknik ve idari denetimden geçmesi gerekmektedir. Bu denetimden beklenenlerarasında, Akreditasyon Konseyi'nin özerk bir yapıya sahip olması, akredite edeceği kuruluşlarlamenfaat ilişkisi veya çıkar çatışması bulunmaması, teknik olarak yeterli olması ve ülkenin tamamıiçin (askeri ve bilimsel kuruluşlar dahil) faaliyet göstermesi vardır. Teknik denetim, akreditasyonsisteminin tamamını içerebileceği gibi tercihan sistemin her unsurunun (örneğin laboratuvarakreditasyonu gibi) teker teker denetlenmesi olarak da yapılabilir. Bu, verimliliği büyük ölçüdearttıran bir uygulamadır. Denetlemeden geçen ülke MRA (Multilateral Recognition Agreement)kapsamına alınır ve verdiği belgeler MRA kapsamındaki diğer ülkeler tarafından tanınır. MRA bazıdokümanlarda MLA (MultiLateral Agreement) olarak da geçer ve Türkiye için asıl hedeftir. Politiknedenlerle Türkiye gerek EAL gerekse EAC'a üye olmakta son derece güçlük çekecektir. AyrıcaYunanistan'ın veto olasılığı da son derece yüksektir. Ancak, Türkiye'nin (eğer M AK doğrukurulursa) Avrupa bünyesindeki MRA kapsamına alınması daha büyük bir olasılıktır. Bununsonucunda Türkiye'deki belgelendirme faaliyetleri Avrupa tarafından, Avrupa'daki belgelendirmefaaliyetleri de Türkiye tarafından tanınacaktır.

Avrupa'nın kurduğu sistem idari ve teknik konuları birbirinden ayırmıştır. Bu nedenle Yunanistanhatta İspanya gibi ülkeler EAL'a üye iken yeterli teknik altyapıyı oluşturamadıklarından MRAdışında kalmışlardır. Bir başka deyişle, EAL karar organlarında yer almalarına ve alınan kararlarıetkilemelerine rağmen kendi kuruluşlarının verdikleri sertifikalar diğer ülkelerce tanınmayabilir.Ancak Topluluk üyesi ülkeler politik nedenlerle birbirlerine gerekli kolaylığı göstermektedirler.Aynı kolaylığın Topluluk dışındaki ülkelere gösterilip gösterilmeyeceği konusunda belirsiz birdurum vardır. Bu konunun aynı zamanda teknik korumacılığın bir parçası olduğu düşünülürseTürkiye için durumun önemi daha iyi anlaşılabilir. Türkiye, öncelikle MRA kapsamına girmeyihedeflemeli daha sonra da EAL (laboratuvar) ve EAC'a (ürün, hizmet, sistem, personel) tam üyeolmaya çalışmalıdır. UME, EAL başkanı ve Hollanda Metroloji Enstitüsü müdürü Prof. RobertKaarls ile 1994 yılı Kasım ayında Türkiye'nin EAL üyeliği üzerine bir görüşme yapmıştır.Gebze'de yapılan görüşmede Prof. Kaarls, UME'nin teklif ettiği akreditasyon sisteminin Avrupa'nınkurmaya çalıştığı sistem olduğunu, ancak Avrupa için önemli olanın, işin teorisinden çok, nasılçalıştığını görmek olduğunu vurgulamıştır. Bunun için de Türkiye'nin öncelikle laboratuvarakreditasyon sistemini oluşturması ve 5-6 laboratuvarın akreditasyonu bittikten sonra EAL'a üyelikve MRA kapsamına girmek için başvurmasını önermiştir. Kendisi, şu anda bütün gözlerin DoğuAvrupa ülkelerinde olduğu ve Türkiye'nin çok acele etmesi gerektiğini de defalarca belirtmiştir.Ayrıca laboratuvar akreditasyonunun uzun bir süreç aldığı ve sistem tam oturmadan EAL'abaşvurmanın hatalı olacağını belirten Prof. Kaarls, eğer laboratuvar akreditasyon sistemi doğrukurulursa kendisinin her türlü desteği vereceğini de belirtmiştir.

Ancak akreditasyonun diğer konularında belirsizlik devam etmektedir. Türkiye ancak uluslararasıgeçerlilikte bir akreditasyon sistemini oluşturup, akreditasyona başlayınca EAC ve benzerikurumlara başvurabilecektir. 25

5. Sonuç

Avrupa, genel olarak akreditasyon hizmetlerini nasıl yürüteceğine büyük ölçüde karar vermiştir, jVerilen kararlar EN45000 standartları çerçevesinde uygulamaya konmuştur. Ayrıca sistemin /ayrıntılarının belirlenmesi de çeşitli uzman kuruluşlarca yapılmaktadır. Akreditasyon sistemleritamamen hükümetlerin dışındaki organlarca, doğrudan sistemin kullanıcılarına uygun bir şekildetasarlanmıştır. Bazı ülkeler sistemlerini, üzerinde uzlaşılan kavramları baz alarak kurmuşlar,akreditasyonu çeşitli kuruluşlarla uzun bir süredir yapan diğerleri de kendilerini yeni sistemeuyarlama yolundadırlar.

Fransa ve İngiltere gibi ülkeler oturmuş akreditasyon sistemlerine sahip olmalarına rağmen,mevzuatlarında gerekli değişiklikleri yaparak hızla yeni sisteme uyum sağlamış ve bunun sonucundada yeni kurulan sistemde önemli ölçüde söz sahibi olmuşlardır. j

• • • • • • ' • I

Avrupa'nın akreditasyon konusunda öncülük etmesi ve uluslararası standartların kendine uygunolarak hazırlanmasını sağlaması, ticari yönden de kendisine büyük bir avantaj sağlamıştır. ABD veJaponya da kendi sistemlerini Avrupa'ya uygun hale getirmek için çalışmalara başlamışlardır.Mevcut temponun bozulmaması durumunda dünya yeni yüzyıla tek bir akreditasyon sistemi ilegirecektir.

26

TABLO 1

Akreditasyon Konseyini Kurmuş

ÜlkeİsveçNorveçDanimarkaFinlandiyaFransaİngilterePortekiz

TABLO 2

Laboratuvar ve

ÜikeadıHollandaİtalyaAlmanyaAvusturyaBelçikaİspanya

KuruluşSWEDACNADAN AKCMACOFRACNACCBIPQ

Ülkeler:

Diğer Akreditasyon Konularını Birleştirmeye Çalışan Üll

Laboratuvar Diğer AkreditasyonlardanTest Kalibrasvon sorumlu kuruluşSTERLABSINAL(19 adet)BMwABELTESTRELE

STERLAB RvCSIT SINCERTDKD DARBMwA Ekonomi BakanlığıBKO BELCERTRELE

27

BOYUT METROLOJİSİ VE KALİBRAŞYONUNDALASER İNTERFEROMETRİK

SİSTEMLERİN KULANILMASI j

Emre SEZER (Uzman)

TSE Bursa Bölge Müd.

Üretim kalitesinde Kalite Emniyet Sistemlerinin ve Kalite Kontrolün önemi bilinmekte-dir. Ancak, Kalite Kontrolda kullanılan ölçme ve Kontrol Cihazlarının istenilen doğrulukta(müsaade edilen toleranslar içersinde) netice verip vermediği konusu gündeme geldiğinde,cihazların kalibrasyonunun ne kadar önemli olduğu ortaya çıkmaktadır. Kalibrasyonu yapıl-mamış cihazlar sağlıksız neticeler vermeye, buna bağlı olarak üretimin hatalı olmasına ve idolayısı ile geri dönüş maliyeti çok yüksek olan büyük maddi zararların doğmasına sebebiyetverebilecektir.

Endüstriyel imalat sanayisinde yerleştirilmeye çalışılan Kalite Emniyet Sistemlerinde,Mamul ölçümlerinde, imalatta ve Kalite Kontorolde boyut metrolojisi ile ilgili şu kalibrasy-onlarm yapılması gündeme gelmektedir.

• Etalonların Kalibrasyonu

• Ölçü ve Alet ve Cihazlarının Kalibrasyonu

• İş ve Ölçme Tezgahlarının Kalibrasyonu

Teknolojinin gelişmesine paralel olarak bu tip hasas ölçme işlemi Teknolojinin gelişme- /.sine paralel olarak bu tip teknolojiler getirilmekte ve buna bağlı olarak da daha hassas, dahasağlıklı ölçümlere imkan tanınmaktadır. İşte Laser Ölçme Tekniği ve Teknolojisi son yıllardaMetroloji ve Kalibrasyon sahasına kazandırılan en önemli ve faydalı tekniklerden birisidir.

Son 20 yıldır üzerinde çalışılan LaserÖlçüm Sistemleri (laser interferometreler) ölçmetekniğinin hizmetinde kullanılmaya sunulmuş olup gündün güne kabiliyetleri geliştirilmek-te stabilezesi arttırılmakta ve ölçme belirsizliği küçültülmektedir. Ölçme tekniğinin dışındasağlık sektörü savaş sanayisi, reklam sanayi, araştırma geliştirme labaratuvarları uzay sanayi,imalat sanayi gibi değişik sektörlerde de hizmet veren laser teknolojii ölçme tekniğinde aşağı-daki hizmetleri uzmanların hizmetine sunmaktadır. j

• Lineer Ölçümler

• Doğrusallık Ölçümleri

• Açısal Sapmaların Ölçümleri

• Diklit Ölçümleri

• Hız Ölçümleri

• Paralellik Ölçümleri

Laser interferometresinin sunduğu bu ölçme imkanları ile; .

"^Koordinat ölçme cihazlarının kalibrasyonu /

(kalınlık ölçen cihazlar, linear uzunluk ölçen cihazlar, hassas mihengirler vb)

28

-•Koordinat ölçme cihazlarının kalibrasyonları

(Ünivesal ölçme cihazları, profil projektörler optik cihazlar vb.)

-•Koordinat ölçme cihazlarının kalibrasyonları

(optik, mekanik ve elektromekanik üç koordinat ölçme cihazları v.b.)

• CNC ve NC tezgah ve iş makinalarmm kalibrasyonları

(torna, freze vb. tezgahlar vb.)

• Pleytlerin kalibrasyonları

• Etalonların kalibrasyonları yapılmaktadır.

T.S.E. Boyut Metrolojisi ve kalibrasyonu biriminde de en son teknoloji bir LaserInterferometre cihazı bulunmakta olup, bu cihazla sanayimizin yukarıda zikredilen ka-librasyon ihtiyaçları uzman personelimiz nezaretinde yerinde karşılanmaktadır.

1- Laser Interferometrelerin Esasları

Boyut ölçümlerinde Etalonların, ölçü alet ve cihazlarının yanısıra interferometrik ölçüm-lerin de tatbiki gittikçe artan bir sıklıkta ölçme tekniğine girmektedir. Burdaki esas Etalolardaveya ölçü alet ve cihazlarında olduğu gibi ölçülerek külteyi, ölçüm değeri daha önceden has-sas bir şekilde daha hassas cihazlarla değeri tespit edilmiş başka kütlelerle (Etalonlar, taksi-matlandırlımış cetveller vb.) mukayese ederek ölçüm değerini tesbit etmek değildir,interferometrik sistemlerde kütle, ışığın dalga boyu (dalga uzunluğu) ile mukayese edilmek-tedir. Interfenez ölçü diye adlandırılan bu ölçümün en büyük faydası dalga boylarınınsimetrik takimatlı hassas ve eşit uzunluklarda elde edilebilir olmasından kaynaklanmaktadır.Ancak iyi bir Interformetrik ölçümde havanın kırılma endeksinin, havadaki nem oranının,hava basıncının ve hava sıcaklığının iyi bilinmesi ve kontrol altına alınması gerekmektedir.Bunun yanısıra bütün kolaylıklarına karşın interferometrik sistemlerde elde edilebilenölçünün, ölçümü istenen kütleye (boyuta) aktarılmasındaki güçlükler bazen bazı yardımcıaperatlar vasıtası ile çözülebilse de bazen de dalga boyunun, ölçümü istenen boyut ilekarşılaştırabilmesi için ayarlanabilmesi oldukça güç olmakta hatta bazen de imkansızlaş-maktadır.

Laser Interferometreler uzunluk ölçümünde kullanılan Kripton ya da Kadmiyum lam-balı diğer interferometrik sistemlerden bir ışık kaynağı ile ayrılır. Bahsi geçen bu sepektrallambaların ışıkları yaklaşık 80 cm. ve 20 cm civarındadır. Daha büyük uzunluklar için laserinterferometrik sistemler kullanılır. Laser interferometrik sistemlerle metrelerce uzunluklarsürekli olarak ölçülebilir.

Ölçme amacı ile kullanılmaya hazır hale getirilmiş bir laser ışığının gözle incelemedeinterferenz çizgileri açık olarak görülebilir. Diğer araftan sık kullanılan He-Ne laser Int. ölçümsistemlerinde laser ışığının gönderilen yayılma güvü 1 mw civarındadır ve ışık kaynağınadirekt olarak bakılmadığı sürece zararsızdır.

Bir He-Ne Laser Interferometre ile relatif doğruluğu 2 x 10 ~6 dan daha iyi bir uzunlukölçme kabiliyeti istenirse Laser frekans stabilizasyonuna gerek duyulmaktadır.

Laser Interferometrelerin Ölçüm Teknikleri (Prensipleri)

Laser interferometrelerde bir laser ışık kaynağı vardır. Bu ışık kaynağından elde edilenve çıkan kırmızı laser ışıkları intefere edilerek laser interferometrenin yapılış metoduna göre

29

iki frekans tekniği veya tek frekans tekniği ile kendi yansıma doğrultularında yol alırlar. Birprizma yardımı ile 90° ayrıştırılan ve iki ayrı ışına dönüştürülen laser ışıkları, yansıtıcıaynalar vasıtası ile yeniden laser ınt. cihazı içerisinde bulunan alıcılara geri yansıtırlar.Işıkların geri yansımalarını sağlayan aynalardan birisi referans ışığı yansıtan sabit ayna, idiğeri ise ölçme işlemine esas teşkil eden ve (A,=Dalga boyu) Ln=x (mesafe) kadar uzunluk

kateden, ışığı elektronik dalga sayıcılarına yansıtan hareketli aynadır.

İki frekans metodunda iki ayrı frekanstaki ışınlar fi ve f2, prizma vasıtası ile 90°ayrıştırırlar, fi ışını sabit kırılarak tekrar laser cihazı içerisindeki dalga boyu sayıcılarına yön-lendirilir. Prizma vasıtası ile direk yoluna devam eden f2 ışını ise hareketli ayna tarafından180° geri yansıtılarak prizma içinden direk olarak laser cihazı içerisindeki elektroniksayıcılarak yönlendirilir. Hareketli ayna ölçülecek mesafe kadar (x) hareket ettirildiğitakdirde x mesafesi kadar ^(dalga boyu) artışı elektronik sayıcılar tarafından sayılacaktır.

Dalga boylarının sayılabilmesi için fi ışınının sabit dalga boyu adedi referans olarak alınarak jf2 ışının x hareket miktarı X.r\ kadar elektronik sayıcılar tarafından sayılarak belirlenir. /

Tek frekans metodunda ise laser ışığı prizma vasıtası ile birbiri ile faz farkı olan iki ışınadönüştürülerek diğer metoda olduğu gibi birisi referans olarak kullanılıp diğeri bu referansagöre aldığı x mesafesi A.(dalga boyları) adetleri sayılarak ölçme uzunluk değeri belirlenir.

Frenkans stabilizasyonu yapılmış bir He-Ne laser ölçüm cihazında vakum ortamında kırmızı

ışık X= 0,6.33 mm olarak elektronik hesaplayıcılar tarafından hassas bir şekilde x=X.r\ olarak

hesaplanır ve ölçülen mesafenin değeri hassas bir şekilde elde edilmiş olur.

Laser Interferometrelerin Ölçme Belirsizlikleri

Frekans stabilizasyonu yapılmış bir laser int. ölçüm cihazında 107 mertebesinde bir ilölçme belirsizliği elde edilebilmektedir. ' •'.

Laser interferometreler ile yapılan boyut ölçümlerinde aşağıdaki ölçme belirsizliklerinazarı dikkate alınmalıdır.

-• Laser interferometrelerin ölçme belirsizliği

"-» Ölçü aktarımmdaki ölçme belirsizliği

• Eletronik aktarıcılardan kaynaklanan

• Mekanik aktarıcılardan kaynaklanan

"•* Ölçülen cihaz veya kütlenin sıcaklık farklılığından kaynaklanan ölçme belirsizliği i

••+ Çevre şartlarından kaynaklanan belirsizlikler

Interferometrelerde uzunluk ölçümlerinde kullanılan dalga boyu h=Xç/n dır. Burada "Xo"

vakum ortamındaki dalga boyu, "n" ise havanın kırılma indeksini tanımlar.

Uzunluk ölçümelerinde stabilize edilimiş bir He-Ne laser ölçüm cihazında, vakumortamında elde edilen ölçme belirsizlği, bugüne kadar elde edilen tecrübelerle yukarıdazikredildiği gibi 10~7 metrebesindedir. Mukayeseli ölçümlerde Kypton lambası ile elde edilenbelirsizlik ise 3x108 veya daha küçük olabilmektedir.

Burada havanın kırılması indeksi olarak tanımladığımız "n" in fonksiyonları olarak havasıcaklığı "v", hava basıncı "p" ve relatif nem miktarı "RF" olarak tanımlanabilir. O takdirde /

n=f (v,p,rf)

30

Örneğin: n (20° c; 1013 m bar; %50 RF) = 1.0027127 şunlara bağlıdır.

dnHava Sıcaklığı — = - 10"6 K -1

dy

dnHava Basıncı — = - 3.107 K -1

dp

dnRelatif Nem Oranı — = - 10"9 (%RF) -1

df

Sıcaklık dalgalanmasının 0.2 K den büyük olmadığı ölçme ortamlarında ortam sıcaklığı0.055-0.1 K ölçme belirsizliği ile edilebilmesi için ortam sıcaklığının ölçümünün ölçme belir-sizliği çok önemlidir.

Hava basıncının ölçülmesinde kullanılan dijital göstergeli Barometrelerle 0.1 mbar mer-tebesinde ölçüm yapabilmektir. Normal barometrelerde ölçüm esnasında 0.2 mbar mer-tebesinde bir ölçme belirsizliği elde edebiliriz. Buda uzunluk ölçümlerinde interferansiyel sis-temlerde 10 mertebesindedir.

Havadaki Relatif Nem miktarını basit olarak bir Hygrometre (Haarhygrometer) ile ±%10- ± %20 mertebesinde ölçme belirsizliği elde edilir. Bu interferensiyel uzunluk ölçümlerinde2x10'8 mertebesinde ölçme mertebesinde ölçme belirsizliğine tekabül etmektedir.

Ölçme belirsizliğinin alt sınırı interferenz sistemdeki ölçme çözülebilirliğiyle doğruorantılıdır. Buda elektronik devrelere photo (foto) alıcılara ve elektronik sayıcılara bağlıdır.İmalat ölçme tekniğinde en küçük hareket A,/8, A./4, X/2 dır. Burada tüm elektronik göstergeli

cihazlarda olduğu gibi bir ölçme belirsizilği tanımlanabilir.

Ölçü aktarımında mekanik hatalardan veya mekanik elemanlarla, mekanik aparatlardankaynaklanan toplam ölçme belirsizliği Endüstriyel ölçümlerde 0.5 mm olarak tanımlanmıştır.Ancak bu belirsizlik ölçme tekniğinde hassas laboratuvarlarda ve çok uygun çevre şartların-da çok daha küçültülebilmektedir.

Bu belirsizliklere ilaveten ölçülen parça, kütle (uzunluk) sıcaklık farklılığından kay-naklanan ölçme belirsizliği de oldukça önemli bir faktör olarak nazarı dikkate alınmalıdır.

Burada sıcaklık farkı, ölçülen kütlenin genleşme katsayısı, uzunuluk ve ölçü aktarımı bubelirsizliğin tesbit edilmesinde fonksiyonları oluştururlar.

31

CİHAZ KALİBRASYON TALİMATIHAZIRLAMA TEKNİKLERİ

A.Tayfun GÜR

AR-GE MERKEZÎ , ÖLÇME ve KALİBRASYON LAB.

ARÇELİK A.Ş.jSTANBUL

Özet

Bu çalışmada ISO 9000 serisi Kalite Standardlarında yer alan Muayene, Ölçme ve DeneyTeçhizatının Kontrolü ile ilgili maddenin içeriği incelenmiş, Arçelik A.Ş ' de yürütülmekte olanKalite faaliyetleri ile ilgili çalışmalar hakkında bilgi verilmiş ve bu çalışmalardan biri olan CihazKalibrasyon Talimatlarının hazırlanması faaliyetinin; Talimat numarası, Amaç, Ortam şartlan,Ekipman, Kalibrasyon periyodu, Kalibrasyon ayarları, Performans testleri, Ölçmenindeğerlendirilmesi ve Ölçmenin belirsizliği ile ilgili konulan, örneklerle anlatılmıştır.

1. Giriş :

Bir ülkenin kalkınmışlık düzeyinin en inandırıcı kanıtı, kuşkusuz ürettiği mal ve hizmetinkalitesidir.Bir çok farklı tanımı olan kalite, TS-ISO 9000 Kalite Standardlan Serisinde"Amacauygunluk ve kullanımda güvenlik " şeklinde tanımlanmıştır.

ISO 9000 Standardlar Serisi, ürün ve hizmet veren kuruluşlar ve onların müşterileritarafından bir sözleşme şartı olarak veya kuruluşta kaliteye önem verildiğinin ve kaliteşartlarının karşılanabileceğini müşteriye kanıtlayacak sisteminin kurulması, yazılı halegetirilmesi ve sürekliliğinin sağlanması amacıyla kullanılmaktadır.

Kalite sisteminde tasarım aşamasından başlayarak, hammadde temini, üretim, pazarlamave satış sonrası hizmetlere kadar tüm aşamalarda gerekli teknik önlemlerle planlı ve sistematikbir yapı amaçlanmaktadır. Bu sistemle sadece yapılan hataları ayıklamak yerine, doğrudanhatanın kaynağına yönelmek ve onu ortadan kaldırmak hedeflenmektedir.

2. Amaç :

Sanayimizin milletlerarası pazarlara açılabilmesi, üretilen ürünlerin kalite ve maliyetiyönünden diğer ülkelerin ürünleri ile rekabet edebilme gücüne bağlıdır.Son yıllarda gelişenteknoloji ile birlikte Araştırma-Geliştirme ve Üretimde kullanılan ölçü ve kontrol cihazlarıkaliteyi yükselten ana unsurlardan bir tanesi olmuştur. Üretilen mal ve hizmetlerin tümaşamalarında (Araştırma-Geliştirme, Tasarım, Üretim, Muayene ve Kontrol, Satış sonrasıhizmetler) etkin bir biçimde kullanılan, "Ölçü ve kontrol cihazları ile bunlarındoğruluğunun güvence altına alınabilmesi için kullanılan ve "Çalışma Standardı" adıverilen daha hassas ölçü aletleri ile ilgili sisteminin oluşturulması ve bu sistem içersindeelde edilen ölçüm sonuçlarının, uygun standardlara(primer seviyedeki ölçü aletlerine)genel olarak Ulusal veya Uluslararası standartlara kesintisiz bir karşılaştırma zinciriboyunca bağlanabilmesi " kalite faaliyetlerinin en önemli aşamalarından biridir. Buaşamaların hepsine kısaca "Kalibrasyon Sistemi" diyebiliriz.

32

îyi bir Kalibrasyon Sistemi' rim dört ana unsuru vardır.Bunlar, Sekil 1' de görüldüğü gibi:1. Ortam şartları ; 2. Ekipman ; 3. Yöntem ; 4. Eğitim

İYİ BİR KALİBRASYON

Şekil.l İyi bir Kalibrasyon Sistemi' nin ana unsurları.

Herbiri birbirinden bağımsız , ancak tek başlarına çok önemli olan bu dört ana unsur;kalite zincirinin vazgeçilmez birer halkasıdır.Bu halkalardan herhangi bir tanesinin olmamasıveya eksik ve yetersiz tarif edilmesi gerçek bir Kalibrasyon işleminin yapılabilmesini mümkünkılmayabilir. Bu unsurların tarif edilmesi ve dokümantasyonunun hazırlanması gerekmektedir.

MIL-STD.45662 ve ISO 9000 Serisi Standardlarda bu ana unsurlar açıkça tariflenmiştir.Tablo 1' de ISO 9000 Serisi Standardlarda yer alan Muayene, Ölçme ve Deney TeçhizatınınKontrolü ile ilgili 4.11 no' lu maddenin, MIL-STD.45662 Standard ile karşılaştırılmasıverilmiştir.

Tablo 1 MIL-STD.45662 ve ISO 9000 Serisi Standardların karşılaştırılması[6].

KONU

Kalibrasyon sisteminin tarifi

Standard cihaz kontrolü

Çevre şartlarının kontrolü

Kalibrasyon zamanı

Kalibrasyon Talimatı

Tolerans dışı durumu

Uygun cihaz seçimi

Kayıt

Kalibrasyon durumu

45662A

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.9

5.10

ISO Guide 25

4.0

8.0

7.0

8.4

10.0

13.0

5.0

12, 13

11.0,8.3

ISO 9001

4.11.2a

4.11.2a,d

4.11.2g

4.11.2b

4.11.2c

4.11.2f

4.11.2a

4.11.2f

4.11.2e

ISO 9002

4.11.2a

4.11.2a,d

4.11.2g

4.11.2b

4.11.2c

4.11.21".

4.11.2a

4.11.2i'

4.11.2e

ISO 9003

4.11.2

4.11.2

4.11.2c

4. i 1.2a

4.11.21'

4.11.2e

ISO 9004

13.2a,c

13.2a

13.2c

13.2d

13.1 , 13.4

13.2d

13.2d

13.2d

Tablo l'de görüldüğü gibi Kalibrasyon Talimatları MIL-STD.45662 ve ISO 9000 SerisiStandartlarının hepsinde yer almaktadır ve ;

33

Tedarikçi; " Teçhizat tipinin detaylarını, tanıtım numarasını, konumunu, kontrolsıklıklarını, kontrol metodunu, kabul kriterlerini ve sonuçların yetersizliği durumunda alınacakönlemleri de kapsayan muayene, ölçme ve deney teçhizatının kalibrasyonlan için kullanılacakmetodlan belirlemeli "

diye tarif edilmektedir [1 ]. /

Bu makale, ISO 9000 Serisi Standardlarının Muayene, Ölçme ve Deney TeçhizatınınKontrolü ile ilgili 4.11 no' lu maddesinde öngörülen şartların yerine getirilmesi ve aynı maddeiçersinde yer alan Kalibrasyon Talimatı Şartı' nın ( 4.11.2c ) daha detaylı açıklanması ; ArçelikAR-GE Merkezi Kalibrasyon Laboratuarının, laboratuar el kitabında yer alacak CihazKalibrasyon Talimatları Bölümü' nün oluşturulması ve Firmamızda çalışan tüm personelimizinihtiyaçlarına cevap verecek hale getirilmesi için yapılan çalışmaları anlatmaktadır.

3. Cihaz Kalibrasyon Talimatının Hazırlanması :

3.1. Talimat Numarası ve Tarih :

Talimat numarası ; Kalibrasyon talimatını hazırlayan bölüm ile talimatın cinsinitanımlayacak bir şekilde düşünülmeli ve mümkün olduğunca akılda kalabilmesi için kısa birnumara tercih edilmelidir.

Talimat tarihi ise ; Kalibrasyon talimatının hazırlandığı ve yayınlandığı tarihi belirtmelidir.

Örnek: BB KA.XXXX

BB: Talimatı hazırlayan bölüm isminin kısa tanımını ; KA: Kalibrasyon talimatıolduğunu XXXX: Dört rakamlı sıra numarasını

3.2. Talimatın Adı:

Cihaz Kalibrasyon talimatının adı hangi cihazın talimatı olduğunu açıkça belirtmelidir.Master listeden cihaz adı ile talimat arayan bir kişi talimatın numarasını bilmediği halde ilgilitalimatı rahatlıkla bulabilmelidir.

Örnek: j

" Fluke/87 RMS Multimetre Kalibrasyon Talimatı";

" Basınç Transdüseri Kalibrasyon Talimatı"

3.3. Amaç:

ilgili cihaz kalibrasyon talimatının hangi cihazın ve modelinin talimatı olduğunu ve hangiişlemleri kapsadığını kısa ve öz bir şekilde açıklamalıdır.

Örnek : " Bu kalibrasyon talimatı Fluke/87 modeli RMS Multimetrenin mekanikve elektronik kontrolleri, kalibrasyon ayarları, fonksiyon anahtarının kontrolü ve fperformans testlerini kapsamaktadır."

34

3.4. Ortam Şartları •Muayene, Ölçme ve Deney Teçhizatı ile bunların donanımlarının çalışmasına etkisi olan

koşullar veya etkenlerin bütünüdür. Üretici firma, teçhizatın öngörülen performansdeğerlerinden sapma yapmadığını bilimsel ve teknik araştırmalar sonucu tespit ederek, çalışmaşartları ile kalibrasyon işleminin yapılabildiği ortam şartlan aralığını belirler. Ortam şartları ;sıcaklık (°C), bağıl nem (%RH), ortam basıncı (mbar), akustik gürültü (db) ve havadakipartikül miktarı (|ig/m3) gibi büyüklükler olabilir. Teçhizatın, kalibrasyon işleminin hangi ortamşartlarında yapılabileceği ve nedeniyle beraber talimatına yazılmalıdır

Örnek. 1:

Fluke/87 Modeli Multimetrenin kullanma esnasındaki ortam şartları ; Sıcaklık 18 - 28 °Cve Bağıl nem %80' den daha az olmalıdır. Ancak, kalibrasyon işlemi esnasında ortam sıcaklığınominal değer olan 23+ 1°C ve bağıl nem %60± 15 olmalıdır.

Örnek.2:

Bazı özel amaçlı kullanılan transdüserler (dönüştürücü) üretici firmanın tavsiye ettiğiortam şartlan dışında kullanılabilir. Bu takdirde nasıl bir ortam şartında çalışıyorsa o şartlar gözönüne alınarak kalibrasyon işlemi yapılmalıdır. Buzdolabı testlerinin yapıldığı klimatizeodalarda ortam sıcaklığı 43±1°C ve bağıl nem %90±10 olabilmektedir. Bu durumda,buzdolabının soğutkan gazının basıncını, elektriksel bir büyüklüğe çeviren dönüştürücünün buşartlarda kalibrasyonunun yapılması gereklidir.

Yada örnek. 1 ve örnek.2' de anlatılan her iki ortam şartı o teçhizat için söz konusuolabilir. Böyle bir durumda ise hem laboratuar ortamı şartlarında hemde kullanım ortamışartlarında kalibrasyon işlemi yapılmalıdır ve ortam şartlarından dolayı meydana gelebilecekölçme hataları, belirsizlikler ve düzeltme faktörleri hesaplanmalıdır.

3.5. Kalibrasyon için gerekli Ekipman :

Teçhizat kalibrasyonu için gerekli Çalışma Standardları, Etalonlar veya çok amaçlıkullanılan Kalibratörler, kimyasal solüsyonlar ve diğer aksesuarlar kalibrasyonu yapılacak olanTeçhizatın teknik özelliklerine göre seçilmelidir. Kalibratör veya Çalışma Standartının ölçmearalıkları, kalibrasyonu yapılacak teçhizatın bütün ölçüm fonksiyonlarına uygun olmalı;Hassasiyeti ve ayırma gücü ise, test uygulanacak teçhizattan en az 10 kat daha iyi olmalıdır.Ölçme aralıkları, hassasiyetleri, ayırma gücü, belirsizlikleri ve bilinen diğer özellikleri bir tablohalinde Cihaz Kalibrasyon Talimatına yazılmalıdır.

Ancak, kalibrasyon işlemi için kullanılan Standard numune bir kimyasal çözelti olabilir.Bu kimyasal çözeltinin ; madde miktarları, cinsi, içeriği ve hangi şartlarda, nasıl hazırlandığıaçıkça tarif edilmelidir.

Örnek:

Kalibrasyonu yapılacak analog / digital bir Ohmmetre için gerekli Çalışma Standardları ileölçme amaçlı kullanılacak diğer cihazlar ve ayarlar için kullanılacak aksesuarlar Tablo 2' degörüldüğü gibi Cihaz Kalibrasyon talimatına yazılmalıdır.

35

Tablo.2 Kalibrasyon işlemi için önerilen Kalibratörler.

Cihaz Adı

Standard Direnç

Digital Voltmetre

Ayar tornavidası

Markası

Fluke/742A

HP/3456A

İzeltaş

Ölçme Aralığı

1.000 Q

lOOpfl-lGO

Hassasiyeti Ayırma j»ücü

±2ppm(Öhm)

±(0.023%+24) lOOuli

Belirsizliği

1 ppm (23°C)

/

3.6. Kalibrasyon Periyodunun Belirlenmesi:

Tüm ölçüm teçhizatı ve bu ölçümlerde kullanılan (varsa) standart malzemeler uygunaralıklarla kontrol edilerek doğrulanmalıdır. Kontrol aralıkları genellikle periyodik olarakseçilir. Kontrol aralıklarının seçilmesinde teçhizatın stabilitesi, kullanım amacı ve kullanım yerigöz önüne alınmalıdır. Kontrol aralıkları öyle bir şekilde seçilmelidir ki, kontrollar arasındateçhizatta ölçümün doğruluğunu etkileyecek önemli bir değişiklik olmamalıdır. Bir öncekikalibrasyon sonuçlarına bakılarak, gerekirse ölçümlerin doğruluğunu sürekli kılmak içinkontrollar daha sık yapılabilir. /

Kontrollann sayısını azaltmak için, öncelikle yapılan en son kontrolla bir önceki kontrolişlemi karşılaştırılmalıdır. Tek bir kontrol işlemine bakılarak kontrol sıklığını değiştirme karanverilemez. Eğer son ve bir önceki kontrollar sonucunda teçhizat üzerinde bir değişiklikolmadığı kesin olarak tespit edilmişse kontrol sıklığı azaltılabilir.

Kontrol sıklığında bir değişiklik yapılmasına karar verileceği zaman, mutlaka teçhizatınilgili istatistiki proses kontrol gibi verileri dikkate alınmalıdır [2].

3.6.1. Kontrol sıklığının ilk kez seçimi:

Doğrulama sıklığına ilk kez karar verilmesinde kullanılacak en iyi yol " Mühendislik jYeteneği ve Sezgisi" dir. Yapılacak ölçümle ilgili kişilerin tecrübeleri veya diğer laboratuarların /görüşleri göz önüne alınarak doğrulama sıklığına karar verilmelidir. Karar verilen doğrulamasıklığı nedenleri ile birlikte Cihaz kalibrasyon talimatına yazılmalıdır.Doğrulama sıklığına kararverirken göz önüne alınması gereken faktörler;

Teçhizatın imalatçısının tavsiyeleri, Teçhizatın kullanım şekli ve Çevresel faktörler' dir.

3.6.2. Doğrulama sıklığını gözden geçirme yöntemleri:

Doğrulama sıklığı ile ilgili verilen ilk karardan sonra, doğrulama sıklıklarının yeterliliğisistematik bir şekilde takip edilmelidir. İstatistiki Analiz Teknikleri ve Matematikselhesaplamalar kullanılarak, Teçhizatın kalibrasyon eğrisinin eğimi ve değişim oranı belli zaman iaralıklarında kontrol edilmelidir. Elde edilen sonuçların kabul edilebilirlilik kriterleri ilekarşılaştırılmasıyla, Kalibrasyon periyodu hakkında fikir sahibi olunabilir.

İstatistiki Proses Analizleri için çok sık kullanılan bazı grafiksel yapıya sahip çizelgelerşunlardır

R - Çizelgesi :Teçhizatın ölçme aralığının kaydedildiği çizelgedir.

X - bar Çizelgesi :Teçhizatın ölçüm sonuçlarının ortalamasını gösterenhistogramdır.

S - Çizelgesi :Deneysel Standard sapma sonuçlarının değerlendirildiğiçizelgedir. /

36

Aşağıdaki örnekte, Fluke / 742A-1 (1,OOOOOOOQ) Standard direnç' in ilk 6 ay ve 12 aysonunda yapılan ölçüm sonuçlarının; nominal kalibrasyon eğrisi üzerindeki dağılımıgörülmektedir.

UXKX)OO2 -

0.9999998 -

— 0.99999%•E

0.9999994 -

0.9999992 -

0.9999988

FLUKE/742A-1 Direnç Standartının Kalibrasyon eğrileri

D

A

I2AY

6 AY

— NOMİNAL

17 18 19 20 21 22 2.1 24 25 26 27 28 29 .*>

Sıcaklık [ C ]

3.7. Mekanik veya Elektronik kontrol:

Kalibrasyon işlemi yapılacak olan teçhizatın doğru çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir.Bunun için Kalibrasyon işlemine başlamadan önce, teçhizatın mekanik bir sorunu olmadığı vegöstergesinin sağlıklı çalışıp çalışmadığı gözle muayene edilmelidir. Teçhizatın çalıştırılması vebakım şartlan kısaca anlatılmalı ve varsa Şekil' 2 de görüldüğü gibi teknik resimleri ile şekilleriçizilmelidir.

Örnek.l Bir mekanik manometrenin ibresi kırık yada eğilmiş olabilir veya ölçmearalıklarını gösteren skala çizgileri iyi okunmayabilir.

Örnek.2 Fluke/87 Modeli multimetrenin besleme voltajı olarak kullanılan pili zayıflamışolabilir veya akım devresinin sigortaları atık olabilir. Gösterge ekranında sorun olabilir. Hattagöstergesindeki bazı fonksiyonlar çalışmayabilir.

^AUTO 100ms RECÛRD MAX MIN M/G Q] AC DCf\

£3 I tf*! 1 ' V I VI tf"l DUTY

—' U LJ KJ KJ ^mvA

.i. TıtıılınıTnııTff ıllııııTı nıTıııılııııTııı il 111 ıT 4000rnV

Şekil.2 Fluke/87 RMS Multimetrenin ekran fonksiyonları.

37

3.8. Kalibrasyon ayarları:

Kalibrasyon işlemi yapılacak teçhizatın kalibrasyon ayarlarında sapmalar olabilir.Performans testlerinden önce kalibrasyon ayarlarının yapılması gerekir. Bunun için teçhizatıüreten firma tarafından referans olarak tespit edilen büyüklükler teçhizata uygulanır ve nasılkalibrasyon ayarı yapılabildiği teknik resim, şema veya benzeri bir doküman ile anlatılır.

Örnek: Fluke 80 serisi Multimetrelerin üretici firma tarafından tavsiye edilen kalibrasyonreferans büyüklükleri ±3.500Vdc ±(0.001) ve 3.500Vac/100Hz. ±(0.002)' dir [3]. Budeğerler multimetreye sırayla uygulanmalı ve gerekiyorsa ayarlanmalıdırlar.

Şekil.3 Fluke 80 serisi Multimetrelerin kalibrasyon ayar noktaları.

3.9. Performans testleri:

Bu test işlemi üretici firma tarafından öngörülen büyüklükler için yapılmalıdır.Performans testlerinde kullanılacak büyüklükler Tablo.3' de görüldüğü gibi Cihaz KalibrasyonTalimatına yazılmalıdır. Ancak üretici firmanın böyle bir test için tariflemesi yoksa, yasal bazıUlusal veya Uluslararası Normlardan yararlanılarak, normun cinsi, numarası, yayınlandığı tarihbelirtilerek bir tarifleme yapılabilir.

Tablo.3 Fluke/87 serisi multimetrenin çeşitli fonksiyonları ile ilgili performans testideğerleri [3].

Fonksiyon

Vdc

Vac

n

Skala

400mV

ıooov400mV

ıooov400ü40MQ

Girişdeğeri

90mV+1000V270mV900V100Q10MQ

Frekans

-

lOkHzlkHz.

Alt ve üst sınır değerleri

89.91999

264.689199.89.9

90.091001275.4909

100.210.1

38

Performans testi yapılacak teçhizatın kalibratör, çalışma standartı gibi cihazlara nasılbağlanması gerektiğide teknik resim, şema veya benzeri dokümanlar ile anlatılmalıdır (Şekil.4

Şekil.4 Fluke/75 Multimetrenin performans test işlemleri için kalibratöre bağlantı şeması.

3.10. Ölçüm Belirsizliği:

Ölçüm belirsizliği, ölçülen büyüklüğün gerçek değerinin içinde bulunduğu değerleraralığını karakterize eden tahmini değerdir.

Ölçüm belirsizliği, genel olarak birçok bileşeni içerir. Bu bileşenlerin bir kısmı, ölçümserileri sonuçlarının istatistiksel dağılımına bakılarak tahmin edilebilir ve deneysel standardsapma yardımıyla karakterize edilebilir. Diğer bileşenlerin tahmini ise sadece tecrübeye veyadiğer bilgilere dayandınlmalıdır [4].

Bir ölçüm işlemi için belirsizlik paketi bütün belirsizlik kaynakları, karşılık gelenvaryanslan, hesaplama ve tahmin metodlannı içermelidir. Tekrarlanan ölçümler için n ölçümsayısı ifade edilmelidir.

Belirsizliğin sayısal değeri", en son ifadede en anlamlı iki digit ile verilmelidir. Ölçülensayısal değeri son ifadede belirsizlikteki en önemsiz değere yuvarlatılmahdır. Kalibrasyonprotokolüne ölçüm sonucu y ve tüm belirsizlik u ( y ±u ) şeklinde yazılmalıdır [5].

39

Ölçüm belirsizliğine neden olan bazı faktörler şunlardır ;

ur ± ( Sertifika değeri)

ut ±2 x S ( %95 Güven aralığı)

±Max. histerez/2

Toplam belirsizlik ise, yukarıdaki belirsizliklerin ve tespit edilebilen diğer belirsizliklerin ;karelerinin toplamının kareköküne eşittir.

Kalıbratör

Tekrarlanabilirlik

Histerez

Okuma

Operatör

u

u

u

V 2 2 2 2

u r +u t +u h +u o k +uo p

3.11. Ölçmenin Değerlendirilmesi:

Yukarıdaki aşamalardan geçildikten sonra, elde edilen ölçüm sonuçlarının sapma vebelirsizlikleri hesaplanarak Teçhizat Kalibrasyon Protokolü' ne yazılmalıdır.

1

KALİBRASYON

l

+/-SAPMA(Gerçek değer-Okunan değer)

Üretim/ProsesToleransları

1+/- KALİBRASYON BELİRSİZLİĞİ

Referans StandardTekrarlanabilirini

1+/- TOPLAM ÖLÇÜM HATASI

(Sapma + Kalibrasyon belirsizliği)

\ I

DEĞERLENDİRME J

Kalibrasyon SistemiOkuma Belirsizliği

Operatör

Şekil.5 Kalibrasyon işleminin sonuçlarının değerlendirilmesi ve Üretim / Prosestoleransları ile karşılaştırılması.

40

Değerlendirme aşamasına gelen ölçüm sonuçları Üretim / Proses toleransları ilekarşılaştırılmalı ve kabul edilebilir kriterler içinde olup olmadığı tespit edilebilmesi için Üretim /proses toleranslannında tespit edilerek Cihaz Kalibrasyon Talimatına yazılması gereklidir.

Kalibrasyon işlemleri sırasında elde edilen verilerin değerlendirilmesi ile teçhizat hakkındabir karar verilir. Bu kararlar; Kullanılır, Şartlı kullanılır, Kullanılamaz kararlarıdır.

3.11.1. Kullanılır kararı:

Değerlendirme sonuçlarının hepsinin uygun olması halinde "Kullanılır" kararverilmelidir. Kullanılır kararı verilen teçhizatın üzerine sadece "kalibrasyon etiketi"yapıştırılmah ve kullanıma verilmelidir.

3.11.2. Şartlı kullanılır kararı:

Değerlendirme sonuçlarının bir bölümünün uygun olmaması ve uygun olmayankoşulların belli kullanım şartları altında etkisiz kalması halinde "Şartlı kullanılır" kararı verilir.Şartlı kullanılır kararı verilen teçhizatın üzerine kalibrasyon etiketi ile birlikte "Dikkat" etiketide yapıştırılmalıdır. Ayrıca bu kararın verilmesini gerektiren ve kullanım şartlarını gösterenbilgiler kalibrasyon protokolüne yazılmalıdır. Şartlı Kullanılır kararı verilen teçhizat, %100kalite kontrol yapılan yerlerde kullanılmamalıdır.

3.11.3. Kullanılamaz kararı:

Değerlendirme sonuçlarının büyük bir bölümünün uygun olmaması ve uygun olmayansonuçların ölçme, muayene ve deney sonuçlarını olumsuz etkilemesi halinde "Kullanılamaz"kararı verilir. Kullanılamaz kararı verilen teçhizat "Servis dışı etiketi" ile etiketlenmeli vekullanıcı birim tarafından çalışma ortamından uzaklaştırılarak kullanılmaması temin edilmelidir.

4. Sonuç :

Firmamızda üretilen mal ve hizmetlerin tüm aşamalarında kullanılan ölçme alet vecihazları ile bu cihazların kalibrasyonu için bulundurulan etalonlarının doğruluğunun güvencealtına alınması gerekmektedir. Bu hedef doğrultusunda, Arçelik A.Ş. Kalite politikasına paralelolarak bir sistemin oluşturulması, oluşturulacak sistemin uygulanabilirliğinin ve sürekliliğininsağlanması amacı ile "Kalibrasyon Sisteminin Geliştirilmesi" projesi başlatılmıştır.

Bu çalışma ile projenin önemli aşamalarından biri olan dokümantasyon hazırlama veuygulama aşaması büyük bir gelişme göstermiştir. Hazırlanan dokümantasyon dosyalanMetroloji ve Kalibrasyon konusunda oluşturulan ve Arçelik Kütüphanesine bağlı SaklamaBirimleri' nde saklanmaktadır. Gerekli bütün araştırmalar yapılarak elde edilen cihazözelliklerini içeren ' bu dokümanlar firmamızın üretim/tasarım toleransları ilekarşılaştırılmaktadır. Kabul kriterleri içinde yer alan dokümanların algoritması hazırlanarakbilgisayar yazılımları oluşturulmaktadır. Kalibrasyon laboratuarımızda bulunan ve bilgisayardestekli olarak çalışabilen kalibratörlerimizde bu yazılımlar kullanılmaktadır.

Bilgisayar destekli kalibrasyon sisteminin avantajları:

Kullanımda kolaylık:

Bu sistemin öğrenilmesi ve kullanılması oldukça kolaydır.Ayrıca kalibrasyon işlemisırasında kullanıcıya yönelik bazı yardımlarıyla da faydalı olabilmektedir.Kullanıcı, hem görselhemde uygulamalı olarak kalibrasyon işlemini tamamlayabilmektedir.( Şekil 2, 3,4 )

41

Hızlı, esnek ve güvenilir:

Bu tip yazılımlarda bütün matematiksel hesaplamaları yapmak mümkün olduğundan,kalibrasyon işlemi sırasında elde edilen ölçüm sonuçlan aynı anda, çok hızlı bir şekilde veistenilen formatta değerlendirilebilmektedir. Klasik olarak yapılan kalibrasyon işlemi ileotomatik olarak yapılan kalibrasyon işlemi arasında zaman bakımından da çok büyük farkvardır. Otomatik kalibrasyon işlemi, diğer sisteme göre ortalama %70 zaman tasarrufusağlıyabilmektedir.

Dokümantasyonun izlenebilirliliği:

Kalibrasyon işlemi sonunda, test sonuçları otomatik olarak raporlanabilmekte veizlenebilirliği sağlanabilmektedir. Sistemin diğer bilgisayarlarla uyumlu hale getirilmesiçalışmaları sonuçlandığında ise, cihaz kullanıcılarının herzaman yararlanabilecekleri bir sistemhaline dönüştürülecektir. Böylelikle kırtasiye giderlerinden de büyük tasarruf sağlanacaktır.

L KALİBRASYON TALİMATI JTalimat no/Tarih

I Talimatın adı

| Ortam şartlan |

Ekipman JKalibrasyon periyodunun

belirlenmesi

if

iKontrol sıklığının

İlk kez seçimi

ı

Doğrulama aklığınıgözden geçirme

yöntemleri

Mekanik/Elektronikkontrol H Servis/Bakım

işlemi

Kalibrasyon ayarları I

I Performans testleri |

Tasarım/Pro9estoleransları

Ölçmenin belirsizliği

Ölçmenindeğerlendirilmesi

f Kalibrasyon \takip I

I sistemi J

Şekil.6 Cihaz kalibrasyon talimatı hazırlama tekniklerinin akış şeması.

42

Kaynakça

[1] TSE.," TS-ISO 9001, Kalite sistemleri-Tasanm, Geliştirme, Üretim, Tesis veServiste Kalite Güvencesi Modeli.", Ankara, 1994

[2] S&Q Mart., Kalite ve Güvence A.Ş.," Kalibrasyon Belirsizliği", Seminernotları..,İstanbul,1994

[3] Fluke Co.," 80 Series Multimeter Service Manual" USA, 1993

[4] Baytaroğlu, Ş. ; Kesikoğlu, H. ; Özbay,H.Ö. " Metrolojide Kullanılan Temel veGenel Terimler Sözlüğü ", UME.,Kocaeli, 1994

[5] Bumin, B. ; Aşık, A. ; Yakar, A.E. ; Özgül, Ş. " Kalibrasyonda ÖlçmeBelirsizliğinin ifadesi için Klavuz ", UME, Kocaeli, 1993

[6] Fluke Co.," Calibration : Philosophy in Practice " Legal Department,USA, 1994

[7] Morris,Alan S., " Measurement & Calibration For Çjuality Assurance ",Universityof Sheffield, 1991

43

ÇEKME-BASMA TEST MAKİNALARESDAKALİBRASYONUN ÖNEMİ /

Sinan FANK, Hakan Özgür ÖZBAY, Şakir BAYTAROĞLUTÜBİTAK,Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME), P.K.21, 41470 Gebze-KOCAELİ

Özet : Malzeme testleri ürün kalitesini artırmak, daha güvenilir ve ekonomik ürünler imaletmek ve geliştirmek için en önemli etkendir. Bunun için, testleri gerçekleştiren testmakinalann yeterli doğruluğa sahip olması gerekir. Bu çalışmada, çekme-basma testmakinalannın doğruluklarının belirlenmesinin önemi ve doğrulama ölçümlerinin nasılyapıldığına ve değerlendirildiğine dair açıklamalar yapılmıştır.

1. Giriş

Endüstride yaşanan rekabet ve ilerleyen teknoloji nedeniyle daha kaliteli ve güvenilir ürünleritüketiciye sunmak ve böylece pazar payını artırmak isteyen üreticiler, ürünlerine çeşitlimekanik testler uygulamaktadırlar. Malzeme testlerinin ana amacı, ürünlerde kullanılanmalzemelerin uygunluğunun belirlenmesidir. Böylece uygun olmayan malzeme kullanılma- jyarak veya daha iyi malzeme geliştirilmesi sağlanarak, ortaya çıkabilecek muhtemel arızalar /veya hasarlar önlenmiş ve olası tehlike ve zararlardan kaçınılmış olur. [1]

Son zamanlarda üretim sonrası kalite kontrol yerine üretim aşamalarında prosesin kontrolününsağlanması, imalatı gerçekleşen tüm ürünlerde kalitenin gerçekleşmesini sağlayan çok önemlibir faktör olmuştur. Bunun gerçekleşebilmesinin tek yolu üretim öncesi, üretim esnasında vesonrasında kullanılan ölçme ve test cihazlarının doğruluğunun belirlenmesidir.

Mekanik özellikleri doğru bilinen malzeme kullanmak dizayn aşamasından ürün aşamasınakadar tüm proseste ekonomik ve daha güvenilir ürünlerin geliştirilmesini ve imalini sağlar. /Bu amaç çerçevesinde kullanılan çekme-basma test makinalannın doğruluğunun belirlenmesive iyileştirilmesi, doğrudan ürün kalitesine yansıyacaktır. [2]

Çekme basma test makinalannın doğrulanma ölçümlerinde iki parametre kontrol edilir.Bunlardan birincisi, makinasının test koşullarında yük ölçme sisteminin doğrulanması(makinadan sökülerek veya bağımsız olarak değil), ikincisi ise uzama ölçerlerin(ekstansometre) doğrulanmasıdır. Bu bildiride yalnızca yük sisteminin doğrulanması ile ilgiliaçıklamalar yapılacaktır.

44

2. Çekme-basma Malzeme Test Makinalan

Çekme ve basma testleri malzemelerin dayanımı hakkında esas tasanm bilgilerini saptamakve malzemelerin özelliklerine göre sınıflandırılmalarını sağlamak amacıyla geniş çaptakullanılırlar.

Çekme testi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin, tek eksende, belirli hızda vesabit sıcaklıkta kopanlınca ya kadar çekilmesidir. Test sırasında numuneye devamlı olarakartan bir çekme kuvveti uygulanır ve aynı anda da numunenin uzaması kaydedilir. Çekmetesti sonunda numunenin temsil ettiği malzemeye ait elastisite modülü, elastik sının, akmagerilmesi, çekme dayanımı, tokluk, % uzama ve % kesit daralması gibi özellikler bulunabilir.

Basma testi de işlem itiban ile çekme testinin tamamen tersidir. Uygulamada basma testininuygulandığı yerlerde kullanılan malzemeler, genellikle gevrek malzemelerdir. Kır dökmedemir, yatak alaşımlan, tuğla, beton gibi malzemelerin basma dayanımlan çekmedayanımından daha yüksek olduğu için, bu gibi malzemeler basma kuvvetlerinin uygulandığıyerlerde kullanılırlar ve basma testine tabi tutulurlar.

Bu testlerde hidrolik veya vida mekanizmalı makinalar kullanılmaktadır. Aynı makinayla hemçekme hemde basma testleri yapılabildiği için çekme-basma makinası olarak anılmaktadırlar.

Hidrolik sistemlerde bir pompa tarafından basılan yağ piston-silindir ünitesine giderekpistonun aşağı-yukan hareketini ve böylece piston ve sabit tabla arasında kuvvet üretilmesinisağlar. Vidalı sistemlerde ise, bir motor tarafından döndürülen sonsuz vida üzerinde hareketlibir tabla bulunmaktadır. Bu tablanın aşağı-yukan hareketi, sabit ve hareketli tabla arasınayerleştirilmiş olan numuneye kuvvet (yük) uygulanmasını sağlar.

1 - Taşıyıcı gövde2 - Numune3 - Hidrolik pompa4 - Hidrolik valfler5 - Manometrik kuvvet

göstergesi

Şekil 1. Hidrolik tip çekme basma testmakinası

45

Şekil l 'de görülen hidrolik makina manometreli olup yük değeri skaladan analog olarak gözleokunmaktadır. Fakat vidalı makinada yük ölçme sisteminde kuvvet dönüştürücüsü kullanıldığıiçin değerler dijital olarak okunabilmekte ve değerler bilgisayar tarafından kayıtedilebilmektedir.Günümüzde hidrolik makinalar da aynı şekilde bilgisayarla kontroledilebilmekte, yük değeri kuvvet veya basınç dönüştürücüsü ile birim uzama iseekstansometrelerle elektriksel çıkış olarak okunmakta ve bilgisayarlar tarafından kaydedilipdeğerlendirilmektedir.

Testlerde ölçülen yük ve uzama değerlerinin N ve mm cinsinden kayıd edilmesi numuneninboyutlarına bağlı olarak aynı malzemeden farklı sonuçların elde edilmesine sebep olur. Bunedenle yük ve uzama değerlerinin, gerilme ve % birim uzama değerlerine çevrilerekkullanılması, malzemelerin sınıflandınlması, kullanma yerlerinin seçimi vs. hakkında tam fikirelde edilmesi açısından çok önemlidir. [3]

Kuvvet-dönüştürUcUsü

-Hareketlitabla

Şekil 2. Vidalı tip çekme-basmatest makinası

3. Test Makinalarında Doğrulama Ölçümlerinin Amacı

Çekı^e-basma test makinalan genellikle eksenel yönde kuvvet üretir, iletir ve ölçerler vekullanımlarına göre farklı seviyede metrolojik karakteristik sergilerler. Ölçme belirsizliğininhassas olanlarda % 0.5, normal makinalarda ise % 1 ve % 2 olduğu görülür. Belirsizliğisınırlayan faktörler kuvvet üretme ve iletme sistemlerinden, yük seviyesinden ve ölçmesisteminden kaynaklanmaktadır. Buna ek olarak makina ve yüklenen cisim arasındaki

46

etkileşim veya uyumsuzluğunda etkisi vardır. Örneğin kuvvet makinalannda, kalibre edilecekkuvvet dönüştürücülerinin rijitliğinden dolayı bazı doğrusallıktan sapmalar oluşabilir ve budauygulanan yük değerine ve kuvvet dönüştürücülerinin makina eksenine olan konumunabağlıdır. Test makinalannda ise örneğin test edilecek beton blokun homojen olmaması vebeton yüzeyinin bozukluğu, makina ile test edilecek numune arsında etkileşim yapmakta vesonuçlan etkilemektedir.

Kuvvet standardı makinalan ve test makinalannın kolonlannda rijit ve kararlı olmayandavranışlardan dolayı oluşan farklı davranışlar, test edilecek numunenin ekseniyle makinaekseninin uyuşmaması (aynı eksene gelememeleri), makinanın merkezleme sisteminin iyiolamaması ve yük uygulama sisteminin eksende olmaması gibi nedenlerden dolayı, makinadakonstrüksiyonel kusurlar oluşabilmekte, bu kusurlar ve sayılan sebepler ölçüm sonuçlarınınkabul edilemeyecek değerlerde olmasını sağlamaktadır. Örneğin yük ölçme sisteminindoğruluğu % 1 olan fakat bu gibi kusurlara sahip bir test makinasında elde euilen malzemetest sonuçlanyla , her şeyi hassas olarak kontrol edilmiş referans bir makinayla yapılanölçümlerden elde edilen sonuçlar arasında % lO-j-20 arasında bir fark olduğu gözlenmiştir. [4]

Tüm bu nedenlerden dolayı test makinalannın yük ölçme sistemi ayn olarak değil makina ilebirlikte (çalışma koşullannda) doğruluğunun belirlenmesine yönelik ölçümlergerçekleştirilmelidir. Test makinalannın doğrulama ölçümlerinin yapılma amacıda makinanıntest koşullannda ne kadar doğru ölçüm yaptığını belirlemektir. Normal doğrulamaölçümlerinde, test makinasının numune koyulan veya bağlanan kısmına, makinanın çalışmaekseni yönünde kalibre edilmiş kuvvet dönüştürücüsü bağlanarak makinanın doğruluk sınıfıbelirlenir.

Test sonuçlannın etkilenmemesi için numuneye etkiyen kuvvetlerin tek eksende uygulanmasıçok önemlidir. Fakat makinanın konstrüksiyondan kaynaklanan hatalar numune üzerindeeğilme ve burulma momentleri oluşturabilirler. Bunlann belirlenmesi amacıyla, çeşitliyönlerdeki ( yalnızca eksenel yöndeki değil ) kuvvet ve momentleri ölçebilen çok amaçlıkuvvet dönüştürücüleri kullanarak da ölçümler gerçekleştirilmektedir. Fakat bu ölçümleryalnızca kontrol amacıyla yapılmaktadır ve standartlaştınlmamıştır. Burada bahsedilecekyöntem ise standartlaştınlmıştır ve doğrulama ölçümü olarak yapılmaktadır.

4. Çekme-basma Test Makinalannın Doğrulama Ölçümlerindeİzlenen Yöntem

Çekme basma test makinalannın doğrulanma ölçümlerinde izlenen yöntem EN 10002-2'deaçıklanmaktadır (5). Avrupa ülkeleri tarafından kullanılan bu standart, çekme testmakinalannın yük ölçme sistemlerinin doğrulanması için hazırlanmıştır. Bu doğrulama yalnıziyi çalışır vaziyetteki makinalar için yapılabilir. Bu nedenle kuvvet ölçme sisteminindoğrulanmasından önce makinanın genel kontrolünün yapılması gereklidir.

47

4.1 Test Makinası Kuvvet Ölçme Sisteminin Doğrulanması

Doğrulama ölçümleri, çekme kuvvet ölçme cihazları kullanılarak gerçekleştirilir. Yalnız 500N'dan küçük kuvvetlerin doğrulanması için kalibre edilmiş kütleler kullanılır. Bu durumdayerel yerçekim ivmesinin, doğrulama ölçüm raporunda belirtilmesi gerekir.

Doğrulama genellikle artan kuvvet yönünde doğrulanacak olan test makinasının göstergesindenokunan F; kuvvetleri ile sürdürülür. Bu metod uygulanamazsa, doğrulamada kullanılan kuvvetölçme cihazının göstergesinden okunan kuvvetlerle de yapılabilir.

Doğrulamada kullanılan kuvvet ölçme cihazı, uluslararası birim sistemini kullanarakhazırlanan izlenebilir bir sertifikaya sahip olmalıdır.

Doğrulamada kullanılan kuvvet ölçme cihazının sınıfı, çekme test makinasının sınıfından dahaiyi veya eşit olmalıdır. Doğrulamada ölü ağırlıkların kullanılması durumunda, bu ağırlıklarlaüretilen kuvvetin bağıl hatası % + 0,1'den daha az veya eşit olmalıdır.

Doğrulama ölçümleri 10° ile 35° arasında bir sıcaklıkta gerçekleştirilmelidir.

Test bölgesine yakın bir yere yerleştirilen + 1°C içinde kalibre edilmiş bir termometrevasıtasıyla sıcaklık ölçülerek kaydedilmeli ve kuvvet ölçme cihazı sıcaklık kompanzasyonunasahip değilse, kuvvet ölçme cihazının kalibre edildiği referans sıcaklık ile doğrulanmanınyapıldığı sıcaklık arasındaki fark için EN 10002-3'te belirtilen sıcaklık düzeltmesi hesabıuygulanmalıdır.

4.2 Çözünürlüğün Belirlenmesi

- Analog skala : Skaladaki bölüntü çizgisi, düzgün olmalı ve gösterge ibresinin genişliğibölüntü çizgisinin genişliği ile aynı olmalıdır.

Göstergenin çözünürlüğü r, ibre genişliğinin, iki bitişik skala bölüntüsü arasındakimesafeye oranı olarak elde edilir. Tavsiye edilen oran 1/2, 1/5 veya 1/10'dur.

- Dijital skala : Dijital göstergelerde 1 sayısal artım çözünürlük olarak düşünülür. Eğergösterge 1 artımdan fazla dalgalanıyorsa çözünürlük olarak dalgalanma aralığının yansıalınır.

- Birim : Çözünürlük kuvvet birimi cinsinden ifade edilmelidir.

48

Bağıl çözünürlük : Kuvvet göstergesinin bağıl çözünürlüğü aşağıdaki ifade ile belirlenir.

a=j,.100

F; kuvvet ölçme cihazının gösterdiği kuvvet değeri

Bağıl çözünürlük , skala aralığının ilk 5 'te l'inin üzerindeki tüm farklı kuvvetler içinbelirlenmelidir. Bağıl çözünürlük, doğrulanan makinanın sınıfı için tablo l'de verilendeğeri aşmamalıdır.

4.3 Test Prosedürü

- Kuvvet ölçme cihazının yerleştirilmesi : Kuvvet ölçme cihazı eksenel kuvvetuygulanmasına imkan tanıyacak şekilde monte edilmelidir.

- Sıcaklık kompanzasyonu : Kuvvet ölçme cihazının kararlı bir sıcaklığa ulaşabilmesi içinyeterli bir zaman periyodu sağlanmalı ve sıcaklık kaydedilmelidir. Sıcaklık düzeltmesigerekiyorsa EN 10002-3 deki işlem uygulanmalıdır.

- Test makinasınin uygun hale getirilmesi : Test makinası kuvvet ölçme cihazı takılıkonumdayken, ölçülecek maksimum ve sıfır kuvvet arasında en az üç kez yüklenmelidir.

- Test metodu : Makinanın göstergesinden okunan F; kuvveti makina tarafındanuygulanır ve doğrulama için kullanılan kuvvet ölçme cihazının göstergesinden gerçek Fkuvveti okunur ve kaydedilir.

Bu metodu kullanmak mümkün değilse, özel bir durum olarak, ölçme cihazının gösterdiğiF gerçek kuvveti makina tarafından uygulanır ve doğrulanması yapılan makinanıngöstergesinden okunan Fj kuvveti kaydedilir.

- Test kuvvetlerinin uygulanması: Artan kuvvetler yönünde üç seri ölçüm yapılır. Herbir seri, ölçme aralığının alt ve üst sınırlan içinde uygun olarak dağıtılmış en az 5 farklıkuvvet adımında % 20 ile tam skala arasında olmalıdır. Eğer doğrulama % 20'den dahaküçük kuvvet değerleri içinde gerçekleştirilecekse, skalanın % 10-5-2-1-0.5-0.2-0. Tindekikuvvet adımlannda da ilave ölçümlerin yapılması gerekir. Tavsiye edilen, mümkünse sonseriden önce, kuvvet ölçme cihazının 90° veya 180° derece yük ekseni etrafındadöndürülmesidir.

Her bir farklı kuvvetin, 3 seri sonundaki ölçüm sonuçlannın ortalaması hesaplanmalıdır.Bu ortalama değerler, test makinasının kuvvet ölçme sisteminin bağıl doğruluk ve bağıltekrarlanabilirlik hatalannın hesaplanmasında kullanılır.

49

Her seri ölçümden önce sıfır ayan yapılmalıdır.

Analog gösterge kullanılması durumunda gösterge okunun sıfır etrafında serbestçedengelendiği kontrol edilmelidir. Dijital gösterge kullanılıyorsa sıfırın altına olan düşmelerkaydedilmelidir. Örneğin işaretin + veya - olması.

Bağıl sıfır hatası aşağıdaki eşitlikle hesaplanır.

F i 0 : kuvvet kaldırıldıktan sonra doğrulanacak olan test makinasının göstergesindenokunan kalıntı değer;

FN : test makinasının ölçme aralığının maksimum değeri

.4 Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi

Bağıl histerisiz hatası : Bu hata yalnızca istenilmesi durumunda hesaplanarak rapora ilaveedilir. Her bir kuvvet için ayrı ayrı hesaplanan bu hata, aynı kuvvet değeri için artan veazalan kuvvetler arasındaki farka göre belirlenir. Bu yüzden makinanın azalan kuvvetyönünde de kalibre edilmesi gereklidir. Bağıl histerisiz hatası aşağıdaki formül ilehesaplanır.

TP TP?

F : Artan test kuvvetleri yönünde kuvvet ölçme cihazından okunan doğru kuvvet;F' : Azalan test kuvvetleri yönünde kuvvet ölçme cihazından okunan gerçek kuvvet;F : Aynı kuvvet değeri için F 'in çeşitli ölçümlerinden alınan değerlerin ortalaması.

Veya, özel durum için yani doğrulanma sabit gerçek kuvvet kullanılarak yapılıyorsa,

F'I-FIU= — J x l 0 0

F

F' j : Doğrulanacak olan makinanın kuvvet göstergesinden okunan azalan yöndeki kuvvetdeğeri;

FI : Doğrulanacak olan makinanın kuvvet göstergesinden okunan artan yöndeki kuvvetdeğeri.

Bu doğrulanma test makinasının en yüksek ve en düşük kuvvet aralığı için yapılır.

50

Bağıl Doğruluk Hatası: Bu hata, gerçek kuvvetlerin ortalamasının yüzdesi olarakifade edilir ve aşağıdaki denklem ile verilir.

FrF<7=—==— XİOO

F

özel durum için yani doğrulanma sabit doğru kuvvet kullanılarak yapılıyorsa,

g=——xiooF

Bağıl Tekrarlanabilirlik Hatası: Her bir kuvvet için ayrı ayrı hesaplanan bu hata, aynıkuvvet değeri için farklı serilerde yapılan ölçümlerden, en düşük ve en yüksek değerleriarasındaki farkın ortalamaya oranı olarak, aşağıdaki eşitlikle hesaplanır.

F -F •b= m a x _ r o ı nxl00

özel durumda, yani doğrulanma sabit doğru kuvvet kullanılarak yapılıyorsa bu denklem,

b= Fi-max F i ' m i n x l 0 0

şeklini alır.

5. Test Makinalarımn Sınıflandırılması

Tablo 1, test makinası kuvvet ölçme sisteminin farklı bağıl hatalan ve kuvvet göstergesininbağıl çözünürlüğü için maksimum izin verilebilir değerlerinde, uygun sınıflandırmayıgöstermektedir.

Kuvvet göstergesindeki ölçme aralığı, en azından % 20 ile % 100'lük kapasite arasındagüvenli bir şekilde Tablo 1 'de verilen değerleri karşılamalıdır.

6. Doğrulama Ölçümleri Arasındaki Süre (zaman)

İki doğrulama arasındaki zaman, test makinasının tipi, standart bakımı ve kullanılmamiktarına bağlıdır. Tavsiye edilen süre 12 ayı aşmamasıdır.

Makinanın her hangi bir nedenle yer değiştirmesi, sökülüp yeniden monte edilmesi ve önemlibir tamir veya ayarlamaya maruz kalması durumunda bu süre beklenmeksizin doğrulanmatestinin yeniden yapılması gereklidir.

51

Tablo 1. Test makinalannın sınıflandırma tablosu

MakinaSınıfı

0

1

2

3

Maksimum İzin Verilen Değerler, %

Bağıldoğruluk

hatası

q

± 0.5

+ 1.0

+ 2.0

± 3.0

Bağıltekrarla-nabilirlik

hatası

b

0.5

1.0

2.0

3.0

Bağılhisterisiz

hatası

M0.75

1.5

3.0

4.5

Bağılsıfır hatası

fo

± 0.05

±0.1

± 0.2

± 0.3

Bağılçözünürlük

a

0.25

0.5

1.0

1.5

Kaynaklar:

1. "Otomotiv Ürünleri için Mekanik Testler", E.Kırca, Üretimde Kalite, Sayı 9, sf 28,Ocak-Şubat 1985.

2. "Force and hardnes measurement-Verification of material testing machines", K. Hasche,IMEKO Conference, Austria, 1982.

3. "Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri", Doç.Dr.Eyüp S. Kayalı, Doç.Dr.CahitEnseri, Doç.Dr.Feridun Dikeç, İTÜ Matbaası, Gümüşsüyü, 1983.

4. "How to control testing machines for force maesurement", G.Barbato, A.Bray, R.Levi,Proceedings of the 10. Conference of IMEKO, Kobe, Japan, 1984.

5. EN 10002-2, Part 2, "Tensile testing machines : Metallic Materials-Verifıcation of staticuniaxial testing machines", 1992.

52