3. Elektriksel ölçü aletlerinin ısınması

Elektriksel ölçü aletleri açıldığında kendi içlerindeki elemanların (trafolar, rezistanslar, yarıiletkenler) ısınması ölçümü etkiler. Bu nedenle ölçüm öncesi açıldıktan sonra imalatçısının tavsiye ettiği bir süre (çoğunlukla 30 dk) beklenmesi gerekir. Bu süre içinde sözü geçen elemanlar cihazın iç sıcaklığını yükselttiğinden, cihazın ortama transfer ettiği ısı da artar ve belli bir yerde ikisi dengeye gelerek cihaz iç sıcaklığı (ortamdan yüksek) sabit kalmaya başlar.

4. Fonksiyonel kontroller

Kalibre edilen her ölçü aleti hazırlık aşamasında mutlaka kontrole tabi tutulmalıdır. Bu bir kumpas olduğunda çenelerdeki çapaklar, olası kırıklar, vidaların sıkılığı, derinlik ölçme çubuğunun düzgünlüğü kontrol edildiği gibi, bir bourdon tüplü manometre için max. ölçüm noktasına kadar basınç uygulanıp, ibrede takılma, sürtünme olup olmadığı, bir süre beklenerek tüpte delik olup olmadığı (tabii öncelikle bağlantılarda kaçak olup olmadığı) kontrol edilmelidir. Bir civalı cam termometrenin civa sütununda hava kabarcığı, bir tel termokuplda (ısıl çift) birleşme jonksiyonu ve teller boyunca kopukluk / kısa devre olup olmadığı gibi, her ölçü aletinin kendine özgü fonksiyonel kontrol işlemleri mevcuttur. Bu kontrol işlemi sonrası elde edilen bulgular arıza niteliği taşıyorsa işlemlere devam edilmeden giderilmesi sağlanmalıdır.

Ölçü aletinin tipine göre değişen bu kontrol işlemleri kumpas, mikrometre, mihengir gibi mekanik cihazlar için bir kaç dakika gibi bir zaman alırken, basınç kalibratörü, multimetre, load cell (yük hücresi), higrometre (nem ölçer) gibi ölçü aletleri için çok daha uzun sürebilmektedir.

5. Kalibrasyon düzeneğinin hazırlanması

Her kalibrasyon işleminde kullanılan belirli bir düzenek vardır. Bu düzeneğin de kalibre edilen ölçü aletinde olduğu gibi temizlenmesi, ortamla denge halinde bulunması, elektriksel bir ölçü aleti olması halinde belirli bir süre açık olarak bekletilmesi gibi şartlar yerine getirilmelidir. (Kalibrasyon laboratuvarları kendi kullandıkları teçhizatı periyodik bakım ve temizliğe tabi tuttukları takdirde bu aşamada zaman kazanılabilir.)

Kalibre edilen cihaz çeşitliliği fazlaysa, kalibrasyonda kullanılacak düzeneklerin hepsinin hazır bekletilmesi genellikle söz konusu olmaz. Örneğin seyrek kullanılan bir mastar seti korozyona karşı yağlanmış olarak kutusunda bekletildiğinden, kullanım öncesi temizlenmesi gerekir. Bir sıcaklık probunun kalibrasyonu için probu bir referans göstergeye doğru olarak bağlamak ve referans bir sıcaklık probu ile kalibrasyonda kullanılacak sıcaklık kalibrasyon banyosuna uygun çapta deliklere aynı derinlikte daldırmak gerekir. Probun tavlama için max. kalibrasyon değerine set edilmiş ve bu değerde kararlı hale gelmiş banyoda bir süre bekletilmesi gerekir. Diğer yandan bir manometrenin uygun fittingler (ara bağlantı parçaları) seçilerek basınç kalibratörü ile bağlantıları yapılmalı ve kaçak olup olmadığı işlem öncesi kontrol edilmeli, gerekiyorsa bağlantılar tekrar yapılmalıdır. Benzer şekilde debimetrelerin kalibrasyonu için bağlantıların yapılması, uygun fitting veya flanşların seçilmesi, montaj sonunda sızıntı kontrolünün yapılması uzun süreçler olabilir.

Herhangi bir ölçü aletinin kalibrasyon düzeneğinin hazırlanması ve işlem sonrası toplanması için gereken süre, 10 dk ile saatlerce sürecek bir zaman dilimi arasında değişir.

6. Kalibrasyonun yapılması

Bir kumpasın kalibrasyonunda, dış ölçü çeneleri, iç ölçü çeneleri, derinlik ölçme çubuğu alınan ölçümlerle kontrol edilir. Bu işlemler kumpasın ölçme aralığına bağlı olarak 15 - 30 dk'lık bir zaman alır.

Bir manometrenin kalibrasyonu, doğruluk, tekrarlanabilirlik ve histerisis³ kontrolünü içerecek bir kaç seri ölçümden oluşur. Genellikle bu işlemler 30 - 60 dk'lık bir zaman alır.

Bir termohigrograf (sıcaklık-nem grafik kaydedici) kalibrasyonu için işlemler, ayarlama da yapılacaksa günlerce sürebilir. Bu sürenin uzunluğu sadece kalibrasyon düzeneğinden değil, bu tip cihazların değişkeni algılama süresinin uzunluğundan kaynaklanır. Doğru ölçüm alabilmek için termohigrografın bir ölçüm noktasında kalibrasyon kabininde saatlerce bekletilmesi ve bu sürenin son bir saati boyunca cihaz çizgisinin değişmediğinin gözlenmesi gerekir. Bu tip cihazlar ortam rutubetini ve sıcaklığını ölçmek üzere tasarlandığından genellikle ani rutubet değişimlerine hızlı reaksiyon veremezler. Yani günde 3 değerde ölçüm alınıyorsa 10 noktada yapılan bir kalibrasyon işlemi için (5 rutubet, 5 sıcaklık) en az 3 güne ihtiyaç vardır. Eğer termohigrografının ayarlanması gerekiyorsa cihazın en az ikişer noktada ne kadar hatalı ölçüm yaptığını tesbit edebilmek için 1 tam gün eklemek gerekir.

Yerinde yapılan bir sıcaklık kalibrasyon işleminde harcanan zaman genellikle laboratuvardakinden daha uzundur. Bunun nedeni sıcaklık probunun sökülmesi işleminin kalibrasyonu yapan tarafından yapılacak olmasıdır. Ayrıca kullanıcı, gösterge ve probun ayrı ayrı kalibre edilmesini de isteyebilir (ki biz bunu tavsiye ediyoruz, çünkü gösterge veya prob ayrı ayrı ölçü aletleri olup, biri arızalandığında değiştirilen bölümün tek başına kalibre edilmesi hem kalibrasyon takibini kolaylaştıracak hem de geriye dönük hata analizlerinde kullanıcıya yarar sağlayacaktır.) Bu takdirde gösterge ve prob bağlantısının doğru noktalarının bulunup dikkatle sökülmesi gerekir. Bütün bu işlemler kısa zamanda doğru yapılabilecek işlemler değildir. Zaman zaman yerinde yapılan sıcaklık kalibrasyonlarında yalnızca gösterge kalibre edilmektedir. Bu noktada uyarmak gerekir ki bu işlemin tek başına bir anlamı yoktur. Zira belli bir kalitedeki göstergelerin hata payları çoğu zaman problardan daha küçük ve zamana göre kayma eğilimleri de proba oranla daha azdır. Termometre, bir sıcaklığa duyarlı eleman ve bir göstergeden oluşur ve kalibrasyonlarının, ya ayrı ayrı yapılarak toplam hatalarının belirlenmesi, ya da birbirine bağlı olarak kalibre edilerek toplam hatalarının bulunması gerekir. Yapılacak bir işlemde en az üç değerde ölçüm alınması gerekir. Buna göre sahada/işletme içinde tek bir sıcaklık ölçer (gösterge + prob) kalibrasyonunda, stabilizasyonu (zamana bağlı kararlılığı) en hızlı bir banyo ile bile en az 2 saat'lik zamana ihtiyaç vardır. Oysa çoğunlukla, laboratuvarda (bazı diğer şartlara bağlı olarak) aynı anda çok sayıda sıcaklık ölçer kalibre edilebilir.

7. Sertifikasyon

Herhangi bir ölçü aletinin alınan ölçüm sonuçlarına göre (belli bir sistem mevcutsa) sertifikasının yazılması, kontrol edilmesi ve onaylanması en azından 20 dk'lık zaman ayırmayı gerektirir. Tabii, veri bankası, şablonları, hazır olan bilgisayarlı bir sistem yoksa süre uzayacaktır.

8. Son işlemler

Her ölçü aletinin, kalibrasyon sonrası eski kalibrasyon etiketinin temizlenmesi ve yeni kalibrasyon etiketinin yazılarak yapıştırılması gerekir. Ayrıca harici kalibrasyon laboratuvarları, gerekli titizliği gösteriyorlarsa ölçü aletlerinin paketlenmesi için de cihazına göre 20 dk ile 2 saat bir zaman harcıyorlar demektir.

9. Sonuçlar

Burada yapılan yaklaşık değerlendirmeler doğrultusunda, bazı ölçü aletlerinin kalibrasyon laboratuvarındaki iş akış adımlarının tahmini süreleri aşağıda bir tablo üzerinde gösterildi. Hazırlık başlığı, fonksiyonel kontrolleri, elektriksel cihazların ısınma sürelerini ve kalibrasyon düzeneğinin hazırlanması adımlarının üçünü birden içermektedir. Burada verilen süreler için ölçü aletlerinde işlemler öncesinde veya sırasında bir aksaklık gözlenmediği varsayılmıştır. Bir aksaklık olması halinde, aksaklığın giderilmesi gerekeceği için bu süreler uzar. Ayrıca işlemler laboratuvarda değil de kullanım yerinde (sahada / işletme içinde) yapılacaksa, kontrol ekipmanının taşınması, montaj/demontaj, ilgili üretim vb. makinaların durdurulması gibi hazırlığı (hatta kalibre edilecek ölçü aleti zor bir yerde ise ölçümlerin alınmasını da) uzatacak süreçler dikkate alınmalıdır.

Ayrıca bu tabloya, dışarı kalibrasyon hizmeti veren laboratuvarlar için söz konusu olan paketleme ve idari hizmetlerin süreleri dahil edilmemiştir.

Tablo1 : Bazı ölçü aletleri için kalibrasyon iş akışı içindeki laboratuvar işlemlerinin yaklaşık süreleri

(Burada verilen süreler 10 yılı aşkın süre boyunca yapılan araştırma ve kalibrasyon işlemleri sırasındaki gözlem sonuçlarına dayanmakta olup tecrübeyle belirlenmiştir.)

DİPNOTLAR

¹ Bu bazen kullanıcıların aklını karıştıran bir konudur. Yazın 35°C'de kışın 10°C'de kullanılan bir ölçü aletinin 20 ± 2°C'de kalibre edilmesinin mantığı nedir ? Bunun nedeni, kalibrasyon vasıtasıyla aletin hem kendi sınıfındaki diğer aletlerle karşılaştırması, hem de kendisi için daha önceki kalibrasyonlarda alınmış verilerin karşılaştırması yapılırken, yan koşulların etkisinden arındırılmış olarak karşılaştırma yapma gerekliliğidir. Aksi takdirde gözlenen farkların cihaz hatası mı yoksa (örneğin) soğuğun etkisi mi olduğu anlaşılamaz. Kalibrasyon sonuçlarına göre 20 ± 2°C'de kalibre edilmiş ölçü aleti hatasız çıkmış da olsa kullanıcının aklını karıştıran sorunun çözümü için, bu aletin 35°C veya 10°C'de kullanılması durumunun sonucu ne derecede etkilediği (belirsizleştirdiği) ayrıca mutlaka araştırılmalıdır. Etkinin miktarına göre bu koşullarda hangi toleranslarla çalışabilmenin mümkün olacağı çıkartılmalıdır.

² Farklı sıcaklıklara sahip bir cidarla akışkan arasındaki ısı taşınımı Newton'un soğuma kanununa göre
q = hA (T - T_e ) şeklinde ifade edilir.
(q : Isı akısı, h: ısı taşınım katsayısı, A: akışkan ile temasta olan alan, T : cidar sıcaklığı, T_e : akışkan sıcaklığı).
q = mc(dT/dt) olduğundan (m: kütle, c: özgül ısı, t: zaman)
q= hA (T - T_e )= mc(dT/dt) olup bu ifadenin genel çözümü, olmak üzere, aşağıdaki gibidir.

eğer sıcaklığın ani değişimi (yani aşağıdaki sınır şartları) için bu denklem çözülürse

t = 0 için Te = T1 ve t ³ 0 için Te = T2	alınarak		elde edilir.

Çelik küre örneği için bu denklemde;
T₂ = 20°C, T₁ = 30°C, m = 1 kg, A = 0,0123m² c = 460 J/kg°C , h = 12 W/m²°C kabul edilirse,
küre sıcaklığının 21°C sıcaklığa gelmesi için geçmesi gereken t süresi hesaplandığında

t = mc/hA = 3116 s olacağından,

t = 7175 s ~ 2 saat bulunur.

³ Histerisis: Bir ölçü aletinin, belirli bir etkiye (uyarıma) gösterdiği tepkinin, daha önceki etkilerin sıralanışına bağlı olması özelliği. Uygulamada bir değere artan yüklemelerle ulaşıldığında ölçü aletinin gösterdiği değer ile, azalan yüklemelerle ulaşıldığında ölçü aletinin gösterdiği değerler arasındaki farkı ifade etmekte kullanılır.