Metroloji Okulu'nda




Gerekli ekipman, yeterli bilgi ile deneyim ve biraz da özen ile sabır olduğu takdirde, özellikle çalışma konularıyla doğrudan ilgili ölçü aleti test ve kalibrasyonlarını kendi yapmak, kişi ve kuruluşlara çok şey kazandırır. Burada özellikle inşaat, haritacılık, çevre ve şehir planlama sektörlerini yakından ilgilendirecek olan bir işlem, tüm uygulama detayları ve matematiksel altyapısı ile birlikte sunulmaktadır. İşlem bir test işlemidir çünkü nivonun öncelikli fonksiyonu irtifa kıyaslama olduğundan bu fonksiyon için kalibrasyon söz konusu değildir. (Bir çok nivoda ayrıca 360°'lik bir açı ölçer bulunduğundan bu fonksiyon kalibrasyona tabidir, ancak öncelikli parametre olmadığından burada anlatılmamıştır.) İlgilenenler sorularını bu sitedeki formlarla veya yazarların e-postaları kanalıyla iletebilirler.

NİVO SAHA TESTLERİ

H. Yıldız Aka,
H.Yildiz.Aka@metroloji-okulu.com.tr

İhsan Akyüz
Ihsan.Akyuz@metroloji-okulu.com.tr

A. Ekipman

  1. Hedef Cetveli-1 (Mira 1)
  2. Hedef Cetveli-2 (Mira 2)
  3. Ölçü Taşı (Granit Pleyt) veya montaj tripodu

B. Hazırlık

  1. Aşağıda belirtilen fonksiyonel kontroller aracılığıyla, nivo ile yapılan ölçümlerin doğruluğunu etkileyecek bir aksaklık olup olmadığı kontrol edilir. Cihazda arıza veya önemli ölçüde hatalı ölçüm yapmasına neden olacak bir aksaklık var ise işlem yapılmaz ve durumu kullanıcıya bildirilir. Cihazın kullanımına engel teşkil etmeyen aksaklıklar ise not edilir.
  2. Kalibre edilecek nivonun, üzerinde veya ilgili bir belgesinde belirtilenlerin yanında gözle saptanabilen tüm tanımlayıcı özellikleri kaydedilir. Seri nr.'sı yok ise kazıyıcı ile uygun bir yerine kazınır.
  3. Kalibre edilecek nivo uygun çözücü (örneğin tiner) ile ıslatılmış temiz bir pamuklu bezle silinerek temizliği yapılır.
  4. Nivo sağlam bir şekilde A3 üzerine yerleştirilip oturtulduktan sonra, gövde ayakları ile ayarı (üzerindeki su terazisini referans alarak) yapılır. Gövde tabanı yerdeğiştirmeksizin kafası ölçü taşı üzerinde 180° çevrildiğinde, su terazisi hava kabarcığının merkezden kaymamış olması gerekir. Eğer kabarcık merkezden kaymışsa o takdirde su terazisinin iki yanında bulunan ayar vidaları kullanılarak ayarının yapılması gerekir (Şekil A ve B). Bunun için kabarcığın hareket ettiği yöne yakın olan vida çevrilerek kabarcık merkeze doğru (başlangıçta merkezden kayık olduğu miktarın yarısı kadar merkeze yaklaşacak şekilde) kaydırılır.

Şekil A Şekil B

  1. Sonra yeniden nivo gövde ayakları, seviyeleri ayarlanarak kabarcık merkeze alınıp 180° çevrilir. Yine merkezden kaymış görünüyorsa yukarıdaki ayar işlemi tekrarlanır. Ayar işleminin sonunda su terazisi hava kabarcığı, nivonun gövdesi ne yöne çevrilirse çevrilsin merkezde kalmalıdır.

C. Ölçümler

KOT FARKI ÖLÇÜMÜ DOĞRULUK TESTİ (basitleştirilmiş test prosedürü)

Aralarında 60m mesafe bulunan A ve B noktalarının yükseklik farkı, nivo bu iki noktanın tam ortasında iken ölçüldüğünde doğru değer olarak kabul edilir. Ancak eğer nivonun ayarlarında (örneğin kolimasyonda) bozulma varsa, nivo A ve B noktalarının ortasından farklı bir noktaya yerleştirildiğinde bu ayarsızlık yükseklik farkının değişik ölçülmesine neden olur. Aşağıdaki test nivoda böyle bir ayarsızlık olup olmadığını belirlemek için yapılacaktır. Nivo A ve B noktalarının tam ortasında iken alınan ölçümler doğru yükseklik farkı olarak kabul edilecek ve daha sonra nivo A noktasından sadece 10m uzağa yerleştirildiğinde yükseklik farkının tesbitinde ne kadar hata yapılabileceği belirlenecek ve bu sapma değerinin kabul toleranslarına veya imalatçı spektlerine uygun olup olmadığına bakılacaktır.

  1. Işığın kırılma etkilerini önlemek için düz bir zemin seçilir. Seçilen zeminde aralarında yaklaşık D = 60m mesafe olacak şekilde A ve B noktaları işaretlenir. Dikey sabitlenmiş A1 ve A2 direkleri, sırasıyla işaretli A ve B noktalarına yerleştirilir. Üç ayaklı standına monte edilmiş nivo A ve B noktalarının yaklaşık olarak ortalarına (D/2 = 30m) yerleştirilir (Şekil 1). Ortam ile sıcaklık dengesine ulaşıncaya kadar beklenmelidir. Bu pozisyonda 10 çift (j = 1,...,10) ölçüm alınacaktır. Ölçümlerin ilk 5 çiftinde ölçümler önce A noktasından, sonra B noktasından çiftler halinde alınacaktır ve veri formuna xAj ve xBj şeklinde kaydedilecektir ( xA1, xB1, xA2, xB2,... xA5, xB5). Bundan sonraki 5 çift ölçüm ise önce B noktasından sonra A noktasından çiftler halinde alınarak veri formuna kaydedilecektir ( xB6, xA6, xB7, xA7,.. xB10, xA10). Her ölçüm çifti sonrasında nivo kaldırılıp yeri çok az değiştirilecektir.
  2. İkinci set ölçümler için nivo A noktasından D/6 = 10 m, B noktasından 5 D/6 = 50m uzakta olacak şekilde yerleştirilip bir 10 çift ölçüm (j = 11,...,20) daha, 1. maddede anlatılan şekilde alınır ve kaydedilir (xA11, xB11, xA12, xB12,... xA15, xB15, xB16, xA16, xB17, xA17,.. xB20, xA20).

Şekil 1 Şekil 2

  1. Alınan ölçüm sonuçlarına göre 1. pozisyondayken bulunan yükseklik farkı ile 2. pozisyondayken yükseklik farkı birbirine eşit değilse (değerlendirme bölümünde anlatılan hesaplamalara göre imalatçı spektlerine veya izin verilebilir max. sapmanın dışına çıkıyorsa) cihazın kılavuzunda belirtildiği şekilde kolimasyon ayarının yapılması gerekir (Şekil 4). Ayar işlemlerinin sonrasında test işlemleri tekrarlanarak cihazın sapmasının kabul edilebilir sınırlarda kaldığı görülmelidir.

KOT FARKI ÖLÇÜMÜ HASSASİYET TESTİ (tam test prosedürü)

Bu test, söz konusu nivo ile yapılabilecek en iyi ölçümler için kesinliğin belirlenmesine yarar. Işık etkilerinin etkisini en aza indirmek için, testlerin mümkün olduğu kadar yatay bir zeminde yapılması gereklidir. (Asfalt kaplı veya beton yollar uygun değildir.) Zeminin sert ve yüzeyin düzgün olması önemlidir. Eğer direkt güneş ışığına maruz kalıyorsa nivo bir şemsiye ile gölgelenmelidir.

  1. Seçilen zeminde aralarında D = 60m mesafe olacak şekilde A ve B noktaları işaretlenir. Dikey sabitlenmiş A1 ve A2 direkleri işaretli A ve B noktalarına sağlamca yerleştirilir. Üç ayaklı standına monte edilmiş nivo, A ve B noktalarının ortasına (D/2 = 30 ± 3m) yerleştirilir. Ortam ile sıcaklık dengesine ulaşıncaya kadar yeterince beklenmelidir.
  2. İlk sette 20 çift ölçüm alınacaktır. Ölçümlerin ilk 10 çiftinde ölçümler önce A noktasından sonra B noktasından alınacaktır ve veri formuna xAj ve xBj şeklinde kaydedilecektir ( xA1, xB1, xA2, xB2,... xA10, xB10). Bundan sonraki 10 çift ölçümde ise önce B noktasından sonra A noktasından alınarak veri formuna kaydedilecektir.( xB11, xA11, xB12, xA12,... xB10, xA20)
  3. İkinci set ölçümler için A ve B noktalarındaki ölçüm direklerinin yerleri değiştirilir ve yukarıda anlatıldığı gibi 20 çift ölçüm daha alınır. (xA21, xB21, xA22, xB22,...xA30, xB30, xB31, xA31, xB32, xA32,... xB40, xA40).

Şekil 3

D. Değerlendirme

DOĞRULUK TESTİ DEĞERLENDİRMESİ

Her ölçüm çifti için yükseklik farkı hesaplanır.

; j = 1,...,20

Yükseklik farklarının aritmetik ortalaması bulunur.

1.Seri ölçümler için bulunan yükseklik farklarının aritmetik ortalamadan sapmaları bulunur.

; j = 1,...,10

Yukarıdaki eşitlikten hesaplanan aritmetik ortalamadan sapmaların toplamı, (yuvarlama hataları dışında) "0" olmalıdır.

Buna göre 1. Seri ölçümler için deneysel standart sapma "s" aşağıdaki eşitlikten hesaplanır. Söz konusu 10 çift ölçüm için serbestlik derecesi, n = 10 - 1 = 9

Son olarak 2. Set ölçümler için yükseklik farklarının aritmetik ortalaması aşağıdaki gibi hesaplanır.

İdealde olması beklenir. Buna göre ile arasındaki fark, belirlenmiş izin verilebilir sapma sınırları içinde kalmalıdır. Eğer izin verilebilir max. sapma bilinmiyorsa şartı sağlanmalıdır. Eğer bu şart sağlanamıyorsa mesafenin uzunluğundan kaynaklanan okuma hataları, ışığın kırılma etkisi veya kolimasyon eksenindeki ayarsızlık sorunları nedeniyle ölçümlerde aşırı belirsizlik vardır. Öncelikle cihazın kılavuzunda belirtildiği gibi kolimasyon ayarı yapılmalıdır. (İki nokta arasındaki 60m'lik mesafe okumaların net bir şekilde yapılması için çok fazlaysa, kolimasyon ayarı cihaz manuelinde belirtilen daha kısa mesafelerde yapıldıktan sonra bu test 60m için tekrarlanmalıdır.)

Şekil 4a Şekil 4b Şekil 4c Şekil 4. Kolimasyon bozukluğu ve ayarı

HASSASİYET TESTİ DEĞERLENDİRMESİ

Her ölçüm çifti için yükseklik farkı hesaplanır.

; j = 1,...,40

1. seri ölçümler için yükseklik farklarının aritmetik ortalaması bulunur.

2.seri (direkler yer değiştirdikten sonraki) ölçümler için yükseklik farklarının aritmetik ortalaması bulunur.

İki set ölçüm için hesaplanan aritmetik ortalamalar arasındaki fark bulunur..

(d, ölçüm direkleri arasındaki sıfır noktası kaymasının bir göstergesi olup, deneysel standart sapmaya bir etkisi yoktur.)

İki set ölçüm için ortalamadan sapmalar ayrı ayrı hesaplanır.

; j = 1,...,20 bunların toplamı (yuvarlama hataları dışında) "0" olmalıdır.

; j = 21,...,40 bunların toplamı (yuvarlama hataları dışında) "0" olmalıdır.

bulunur.

Söz konusu toplam 40 çift ölçüm için serbestlik derecesi n = 2 x (20-1) = 38 olarak bulunur. Buna göre 60m mesafe için geçerli deneysel standart sapma aşağıdaki gibi bulunur.

Bulunan standart sapma, 1 km mesafe için aşağıdaki gibi genişletilir.

1 km çift-gidiş seviyeleme için hesaplanan standart sapma, cihazın spektinde verilen değerden küçük olmalıdır.