Boyutsal ölçümler metodu ile piston silindir ünitelerinin efektif alanının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada basınç metrolojisi alanında referans cihaz olarak kullanılan pistonlu basınç standartlarının boyutsal ölçümler vasıtası ile efektif alanının belirlenmesi incelenmiştir. İlk aşamada, boyutsal ölçüm cihazları kullanılarak mümkün olan en düşük belirsizlikle piston-silindir ünitesine ait mutlak çap ve form ölçümleri (doğrusallık ve yuvarlaklık ölçümleri) gerçekleştirilmiştir. Boyutsal ölçüm verilerinden elde edilen datalar en küçük kareler yöntemi ile birleştirilerek piston-silindir ünitesine ait kuş kafesi modeli elde edilmiştir. Piston ve silindire ait yarıçap değerleri aynı koordinat düzlemine aktarılarak, piston ve silindire ait yeni yarıçap değerleri elde edilmiştir. Elde edilen yarıçap değerleri, Dadsons teorisi kullanılarak sayısal integrasyon yöntemi ile piston-silindir ünitesine ait efektif alan değerinin elde edilmesinde kullanılmıştır. Piston-silindir ünitesine ait yarıçap verileri eşit aralıklı olduğundan dolayı sayısal integrasyon yöntemi olarak Simpsons' 3/8 yöntemi kullanılmıştır. Boyutsal ölçümler yöntemi ile hesaplanan efektif alan değeri, aynı piston-silindir ünitesi için karşılıklı akışa dayalı yöntemle elde edilen daha önceki alan değerleri ile kıyaslandığında sonuçların tutarlı olduğu görülmüştür. Son aşamada ise boyutsal ölçüm datalarına ait belirsizlik değerleri kullanılarak efektif alan belirsizliği hesaplanmıştır.

In this study, the determination of the effective area of pressure balances, which are used as a reference device in the field of pressure metrology, by means of dimensional measurement method are investigated. In the first stage, absolute diameter and form measurements (straightness and roundness measurements) of the piston-cylinder unit were performed with the lowest possible uncertainty by using dimension measuring devices. The data obtained from the dimensional measurement was combined with the least squares method to get the bird cage model of the piston-cylinder unit. The radius values of the piston and cylinder are transferred to the same coordinate plane and the new radius values of the piston and cylinder are obtained. The radius values were used to obtain the effective area of the piston-cylinder unit by numerical integration method using Dadsons theory. Since the radius data of the piston-cylinder unit are equally spaced, the Simpsons' 3/8 method was used as the numerical integration method. When the effective area value which is determined by means of dimensional measurement is compared with the effective area which was determined by cross-float method in the past, it is seen that the results are consistent with each other. Then, the uncertainty values of the dimensional measurement data were used to determine the effective area uncertainty.