Primer basınç standardının kayıt sistemi

Abstract

Optik interferometre sistemlerine olan ilgi, son otuz yıl içerisinde ölçülerde artmıştır. Bu artan ilginin ana sebebi, 1960 yılında T.H. Maimann tarafından ilk koherent ışık kaynağı olan lazerin yapılmasıdır. Bir başka sebep ise, interferometre sistemlerinden elde edilen verilerin işlenmesinde, bilgisayarların her geçen gün biraz daha fazla kullanılmasıdır. Son olarak da, çok küçük bir boşluk içerisinde, çok düşük seviyede gürültü ile, birkaç metre uzunluğunda optik yolların elde edildiği tek modlu optik fiberlerin kullanılabilirliği gösterilebilir. Bilimdeki bu ilerlemelerin sonucu olarak, optik interferometre sistemleri, uygulamalarda kendisine oldukça geniş bir alan bulmuştur. İnterferometrik sistemlerinin bir uygulama örneği olarak, basmç metroloj isinde düşük basmç değerlerinin ölçülmesinde primer standart olarak kullanılan interferometrik manobarometre gösterilebilir. İnterferometrik manobarometrenin ana parçasını oluşturan Michelson İnterferometresi'dir ve kullanılan yöntem girişim saçaklarının sayılmasıdır. Bu tezin amacı da, Ulusal Metroloji Enstitüsü'nde oluşturma çalışmaları sürmekte olan primer basmç standardının kaydetme sistemini yapmaktır. Diğer bir deyişle, Michelson İnterferometre Sistemi kullanılarak, fotodedektörde görülen optik girişim saçaklarının, elektronik saçak sayıcı devre yardımıyla sayılması ve bu sayımın bir iletişim kartı vasıtasıyla bilgisayar ortamına aktarılıp işlenerek uzunluk ölçümünün gerçeMeştirilmesidir. Tezin birinci ve ikinci bölümünde basıncın tanımı ve tarihçesi, üçüncü bölümde basmç ölçümünde kullanılan primer ve sekonder standartlarının çeşitleri, ayrıca yapılan uzunluk ölçümüyle ilişkili olarak, primer basmç ölçme standardı olan interferometrik manobarometre sisteminin çalışma prensibi, dördüncü bölümde Michelson İnterferometre sistemlerinde saçak sayma yöntemleri, beşinci bölümde saçak sayımıyla ilgili verilerin bilgisayara aktarılmasında kullanılan giriş/çıkış kartının tasannu ve çalışma prensibi, altıncı bölümde uzunluk ölçümünün gerçekleştirildiği deney ve yedinci bölümde elde edilen sonuçlar ve öneriler anlatılmaktadır.

Part 1. Introduction Developing science and technology requests precise measurements of many parameters. Pressure is one of them. Since Toricelli discovered barometer, mankind is looking for alternative ways of measuring pressure with high accuracy. In this way, pressure standards -devices measuring with high accuracy- has been established. One of the above mentioned pressure standards is, device with pneumatic piston. In spite of many advantages of this standard, the accuracy of the system does not exceed 15-20 ppm under best conditions. The only alternative to pneumatic piston gage is mercury manometer. The density of mercury at 20 °C is known with accuracy of 1 ppm. It's possible to measure pressure with high accuracy by measuring difference in heights of mercury columns. There are a number of methods for such measurements. The most convenient one is by using interferometric methods. In this way, interferometric manobarometer as primary pressure standard has been established. The system has some disadvantages like temperature regulation and manual operating. But interferometric manobarometer lets to achieve the highest accuracy in pressure measurements. The registration system consists of two parts: Michelson Interferometer and electronic device for fringe counting. Personal Computer (PC) is evaluated experimental data using author's made software. In this research, the registration system of interferometric manobarometer which will be made at Ulusal Metroloji Enstitüsü has been presented. Part 2. Pressure measurements; definitions and history : In this part of the thesis the definition of pressure and pressure units are given. Also the history of pressure measurement from first attempts till now are described.