Ölçebiliyorsam varım!
Ölçme, bir niceliğin uygun birimdeki kabul edilmiş bir referans ile kıyaslanması demektir. Bu seride TS ISO EN/IEC 17025 standardına göre akredite edilmiş laboratuvarlarda yapılan analizlerde sonuçlar ölçüm belirsizliğini ifade edecek şekilde raporlanır.
Laboratuvarda analitik terazi kullanarak bir tartım yaptığımızda ekranda bazı sayılar görürüz. Aşağıdaki şekilde örnek bir tartım görülmektedir. Tartım 5 anlamlı rakamla ifade edilmiş olup bu rakamlardan sonuncusu (7) belirsizdir. Çünkü terazinin okuma hassasiyeti 0,001 g olduğundan belki de 54,7073 g olan kütleyi 54,707 g değerine yuvarlamış olabilir. Aynı mantıkla 54,7068 g olan gerçek kütleyi 54,707 g değerine de yuvarlamış olabilir. Kullandığımız bu terazi ile biz gerçek sonucu bilemeyiz ve bildiğiniz gibi her ölçme hata içerir. İşte ölçüm belirsizliğinin kaynaklarından biri ölçüm cihazının hassasiyeti bu şekilde oluşmaktadır.
 
Laboratuvarımızda bulunan iki farklı terazi ile yaptığım kütle ölçümlerinin sonuçları aşağıdaki resimlerde verilmiştir. Hassasiyeti 0,01 olan terazi ile ölçülen numune kütlesi 11,74 g değerinde iken aynı numunenin hassasiyeti on kat daha yüksek olan terazide 11,737 g olduğu görülmektedir. Dolayısıyla 11,74 g sonucunda 4 rakamı belirsizlik içerirken 11,737 g ölçümünde 7 rakamı belirsizlik içerir. Çünkü 11,7368 g değerinin ya da 11,7173 g değerinin virgülden sonra üç hane olacak şekilde yuvarlandığını bilemeyiz. Bu arada bir not daha yapılan bu ölçümler ile numunenin kütlesinin de 11,7 g değerinde olduğunu da bilemeyiz. Çünkü biz terazimizin doğru tartım yapıp yapmadığını bir referans (etalon kütle) ile kıyaslamadan bilemeyiz. Bu konu için ayrıca bir yayın hazırlanacaktır.

 

Ölçüm belirsizliği hesaplamaları ile yapılan analizin sonucunda olası belirsizlik kaynaklarının toplam etkilerinin hesaplanıp bunların analiz sonucu ile ifade edilmesi planlanır. Volumetrik analizler ile ilgili bir ölçüm belirsizliği paylaşımı da ilerleyen günlerde yapılacaktır. Terazi ile ölçme işleminden devam edecek olursak terazinin darasını aldığımızda ekranda 0,000 g değerini görürüz. Ekranda sıfır değerini okumamız bir ölçüm yaptığımız anlamına gelir ve bundan sonra numune ölçümü yaptığımızda (yukarıda bahsi geçen örneklerde olduğu gibi) yeniden bir belirsizlik olacaktır. Bu durumda terazi kullanılarak yapılan ölçümlerde iki kez belirsizlik (dara ve numune ölçümü için) söz konusudur. Burada iki ölçüm belirsizliğinin birleştirilmesinde, belirsizliklerin (u) karelerinin toplamının karekökleri alınarak belirsizlik hesaplanabilir ve daha detaylı açıklamalar Ölçüm Belirsizliği-I yayınında verilmiştir.

Laboratuvarda sıklıkla kullandığımız büret ya da mezür gibi hacim ölçümü işlemleri için ölçüm belirsizliği kavramını gözden geçirelim. Yandaki mezürde görüldüğü gibi sıvı seviyesi 21 mL değerinden fazla ve 22 mL değerinden daha azdır. Sıvı hacmini belirlemek için menüsküsün alt ucunun 21,6 mL değerinde (bazı kaynaklar insan gözünün iki çizgi arasını 10 eşit parçaya bölebileceğini kabul etmektedir) olduğunu söyleyebiliriz. Buradaki 21,6 mL ölçümünde 2 ve 1 rakamları kesinken 6 rakamı bir tahmindir ve belirsizlik içerir. Buradan hareketle, belirsizlik ±0,1 mL değerinde olduğundan sıvı hacmi 21,7 ila 21,5 mL aralığında herhangi bir değerdedir.

Aklımıza "Acaba bir öğrenci arkadaşımız mezürdeki hacim okumasını 21,65 mL olarak tahminde bulunabilir mi?" sorusu gelecek olursa cevabımız maalesef "Hayır, böyle bir tahminde bulunamaz!" olacaktır. Çünkü dört anlamlı rakamla ifade edilen 21,65 mL ölçümünde belirsizlik 5 rakamında olacaktır. Bu durumda 6 rakamının kesin olması gereklidir ama altı rakamı da bizim tahminimiz olduğundan böyle bir kesinlikten bahsedemeyiz.

Mezür örneğimiz için belirsizlik kaynaklarını kısaca gözden geçirecek olursak;

  1. Yapılan okuma kaynaklı belirsizlikler

  2. Mezürün işaretlenmesi kaynaklı belirsizlikler

  3. Mezürün kalibre edildiği sıcaklık ile ölçmenin yapıldığı sıcaklık arasındaki farktan kaynaklanan belirsizlikler

temel belirsizlik kaynaklarıdır. Ayrıca cam malzemelerin kalibrasyonları saf su kullanılarak yapıldığında bu malzemeler ile saf su ya da seyreltik sulu çözeltiler doğrudan kullanılabilir. Farklı çözücüler için cam malzemelerin laboratuvarda kalibre edilmesi gereklidir.

 

No comments