| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Endüstriyel Ölçme ve Enstrümantasyon | EEM 317 | 5 | 2 + 0 | 2 | 3 |
| Ön Koşul Dersleri | Ön koşul dersi bulunmamakla birlikte, aşağıdaki konularda ön bilgi ders için faydalı olacaktır: |
| Önerilen Seçmeli Dersler | |
| Dersin Dili | Türkçe |
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Prof.Dr. MEHMET RECEP BOZKURT |
| Dersi Verenler | Prof.Dr. MEHMET RECEP BOZKURT, |
| Dersin Yardımcıları | Arş. Gör. BERRE ATASEVER |
| Dersin Kategorisi | Diğer |
| Dersin Amacı |
Bu dersin amacı; öğrencilerin elektriksel büyüklükleri doğru birim, yöntem ve cihazla ölçebilmesini; cihaz özellikleri ile ölçüm zincirinin sonuca etkisini değerlendirebilmesini; hata kaynaklarını belirleyip azaltabilmesini; kalibrasyon ve metrolojik izlenebilirlik ilkelerini kavramasını; ölçüm belirsizliğini hesaplayarak sonucu SI kurallarına, bilimsel/mühendislik gösterimine ve anlamlı basamaklara uygun biçimde raporlayabilmesini sağlamaktır. Ders ayrıca sensör, sinyal koşullandırma, analog-sayısal dönüştürme ve veri toplama bileşenlerinden oluşan temel bir enstrümantasyon sistemini seçme ve tasarlama becerisi kazandırmayı hedefler. |
| Dersin İçeriği |
Ölçmenin dili ve ölçülen büyüklük; SI temel ve türetilmiş birimleri, birim sembolleri ve ön ekler; boyut analizi; bilimsel ve mühendislik gösterimi; anlamlı basamaklar, yuvarlama ve ölçüm sonucunun doğru yazımı; metroloji, standartlar, kalibrasyon ve izlenebilirlik; statik ve dinamik ölçme sistemi karakteristikleri; hata türleri, hata kaynakları, belirsizlik, Tip A ve Tip B değerlendirme, belirsizlik yayılımı; cihaz veri sayfalarının okunması; yükleme etkisi ve ölçüm güvenliği; gerilim, akım, direnç, empedans, güç, zaman, frekans ve dalga biçimi ölçümleri; analog ve sayısal ölçü aletleri, multimetreler, köprü ve sıfır yöntemleri, osiloskop ve problar; sensör ve dönüştürücüler; sinyal koşullandırma, gürültü, ekranlama, topraklama ve izolasyon; örnekleme, ADC mimarileri ve veri toplama; kalibrasyon eğrisi, veri analizi, belirsizlik bütçesi ve teknik ölçüm raporlaması. |
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | SI temel ve türetilmiş birimlerini, ön ekleri ve boyut analizini kullanır; ölçüm sonuçlarını bilimsel/mühendislik gösterimi, uygun birim ve anlamlı basamaklarla yazar. | Anlatım, Problem Çözme, | Yazılı Sınavlar (Kısa ve Uzun Yanıtlı), Kısa Cevaplı Testler, |
| 2 | Doğruluk, kesinlik, çözünürlük, duyarlılık, tekrarlanabilirlik, doğrusallık, histerezis, sürüklenme, yükleme ve dinamik cevap gibi ölçme sistemi özelliklerini açıklar ve cihaz veri sayfalarından yorumlar. | Anlatım, Tartışma, Problem Çözme, | Yazılı Sınavlar (Kısa ve Uzun Yanıtlı), Ödev / Evde-Çöz Sınavlar, |
| 3 | Sistematik, rastgele ve kaba hata kaynaklarını belirler; kalibrasyon ve izlenebilirliği açıklar; Tip A/Tip B ve bileşik belirsizlik hesabı yaparak sonucu belirsizliğiyle raporlar. | Anlatım, Tartışma, Problem Çözme, | Yazılı Sınavlar (Kısa ve Uzun Yanıtlı), Ödev / Evde-Çöz Sınavlar, |
| 4 | Bir ölçme problemi için uygun yöntem, cihaz, kademe ve bağlantıyı seçer; yükleme, gürültü ve güvenlik etkilerini azaltacak önlemleri uygular. | Anlatım, Problem Çözme, | Yazılı Sınavlar (Kısa ve Uzun Yanıtlı), Çoktan Seçmeli Testler, |
| 5 | Multimetre, köprü, osiloskop/prob, sinyal üreteci ve sayıcının çalışma ilkelerini, özelliklerini ve sınırlamalarını değerlendirir; temel elektriksel ölçüm sonuçlarını yorumlar. | Anlatım, Problem Çözme, | Yazılı Sınavlar (Kısa ve Uzun Yanıtlı), Kısa Cevaplı Testler, Çoktan Seçmeli Testler, Sözlü Sınavlar, |
| 6 | Sensör/dönüştürücü, sinyal koşullandırma, filtreleme/izolasyon, ADC ve veri toplama bloklarından oluşan bir ölçüm zincirini analiz eder ve gereksinime uygun bileşenleri seçer. | ||
| 7 | Basit bir ölçüm uygulamasını planlar; veriyi toplar ve analiz eder; kalibrasyon eğrisi ile belirsizlik bütçesi oluşturur; sonucu izlenebilir, tekrarlanabilir ve teknik yazım kurallarına uygun raporlar ve sunar. |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Tanışma, ders tanıtımı, Ölçmenin dili ve sonuç yazımı: ölçülen büyüklük ve ölçüm modeli; SI temel/türetilmiş birimleri, semboller ve ön ekler; boyut tutarlılığı; bilimsel ve mühendislik gösterimi; anlamlı basamaklar ve yuvarlama. Doğru yazım örnekleri | SI temel birimleri ve ön ekleri okunur; birim dönüşümü ve anlamlı basamak alıştırması yapılır. |
| 2 | Metroloji ve ölçme sistemi: standart, referans, kalibrasyon, metrolojik izlenebilirlik; doğruluk-kesinlik ayrımı; çözünürlük, duyarlılık, eşik, doğrusallık, histerezis, tekrarlanabilirlik, sürüklenme; statik ve dinamik karakteristikler; veri sayfası okuma. | Bir DMM (D.multimetre) veri sayfasından doğruluk, çözünürlük, giriş empedansı ve bant genişliği değerleri bulunur. |
| 3 | Ölçme hataları ve belirsizlik: kaba, sistematik ve rastgele hatalar; hata kaynaklarının teşhisi ve azaltılması; tekrarlı ölçümler, ortalama ve standart sapma; Tip A/Tip B standart belirsizlik; bileşik/genişletilmiş belirsizlik, belirsizlik yayılımı ve sonuç bildirimi. | Verilen küçük bir ölçüm dizisinin ortalaması ve standart sapması hesaplanır; hata-belirsizlik ayrımı tekrar edilir. |
| 4 | Yöntem ve cihaz seçimi: yükleme etkisi, giriş/çıkış empedansı; DC gerilim, akım ve direnç ölçümü; seri/paralel bağlantı; iki ve dört telli direnç ölçümü; kademe seçimi; CAT sınıfları, topraklama, izolasyon ve güvenli ölçüm. | Multimetre kullanım kılavuzundan giriş sınırları ve güvenlik kategorileri incelenir; yükleme sorusu çözülür. |
| 5 | Analog ve sayısal ölçü aletleri: hareketli bobinli düzeneklere kısa bakış ve ölçme sınırının genişletilmesi; ohmmetre; DMM blokları; basamak/count, çözünürlük ve doğruluk ifadesi; true-RMS, crest factor ve bant genişliği; veri sayfasından ölçüm belirsizliği tahmini. | İki farklı DMM'nin veri sayfası karşılaştırılır; ±(% okuma + digit/count) ifadesiyle örnek hesap yapılır. |
| 6 | Sıfır ve köprü yöntemleri: Wheatstone ve Kelvin köprüleri; denge, duyarlılık ve yükleme; direnç tabanlı sensörlerde çeyrek/yarım/tam köprü; AC köprülerinin ortak prensibi ve temsili Maxwell-Wien/Hay/Owen/Schering örnekleri; LCR ve Q ölçümü. | Wheatstone denge koşulu ve köprü duyarlılığına ilişkin ön sorular çözülür. |
| 7 | AC işaret ve güç ölçümü: ani, ortalama, tepe, tepe-tepe ve RMS değer; sinüzoidal ve sinüzoidal olmayan işaretler; true-RMS; faz; temel tek faz güç/enerji ölçümü; ölçüm yöntemi, yükleme ve belirsizlik etkileri. | Sinüzoidal işaretler için RMS ve faz bilgisi gözden geçirilir; bir AC metre/vatmetre veri sayfası incelenir. |
| 8 | Sinyal üreteci ve osiloskopla ölçüm: giriş kuplajı, prob ×1/×10, prob kompanzasyonu; bant genişliği-yükselme zamanı; örnekleme, aliasing ve kayıt uzunluğu; tetikleme; genlik, zaman, frekans ve faz ölçümü; toprak klipsi ve güvenlik hataları. | Prob kompanzasyonu ve osiloskop örnekleme ayarları için kısa kılavuz okunur; ölçüm hatası örneği hazırlanır. |
| 9 | Sensörler ve dönüştürücüler: enerji alanına göre sınıflandırma; hassasiyet, aralık, çözünürlük ve dinamik cevap; sıcaklık, gerinim/kuvvet, basınç, yer değiştirme/yakınlık ölçüm örnekleri; sensör seçme ölçütleri. | Bir fiziksel büyüklük için en az iki sensör teknolojisinin karşılaştırma tablosu hazırlanır. |
| 10 | Sinyal koşullandırma ve girişim azaltma: enstrümantasyon kuvvetlendiricisi, CMRR, offset ve sürüklenme; köprü uyarımı ve doğrusallaştırma; analog filtre ve anti-alias filtre; izolasyon; ekranlama, toprak döngüsü, ortak kip girişimi, gürültü ve SNR. | Op-amp fark yükselteci ve temel filtreler tekrar edilir; örnek bir toprak döngüsü şeması yorumlanır. |
| 11 | Sayısal ölçme ve veri toplama: örnekle-tut, çoklayıcı, referans, nicemleme; çözünürlük ve nicemleme hatası; Flash, SAR, çift eğimli ve sigma-delta ADC'lerin karşılaştırılması; örnekleme hızı, ENOB ve kanal seçimi. | Örnekleme teoremi ve ikili sayı gösterimi gözden geçirilir; bir ADC veri sayfasından temel özellikler çıkarılır. |
| 12 | Zaman-frekans ölçümü ve otomasyon: sayıcı, zaman aralığı, frekans, periyot, faz ve görev döngüsü ölçümü; kapı süresi ve çözünürlük; akıllı cihazlar, sayısal arayüzler ve bilgisayar/mikrodenetleyici tabanlı veri toplama; zaman damgası ve üstveri. | Bir frekans sayıcı veya veri toplama kartının blok diyagramı ve temel özellikleri incelenir. |
| 13 | Ölçüm verisinin analizi ve teknik raporlama: kalibrasyon eğrisi, en küçük kareler ve artıklar; aykırı değer konusunda temkinli yaklaşım; tablo, grafik, eksen ve birim yazımı; belirsizlik bütçesi; yöntem-cihaz-ayarların kaydı; tekrarlanabilirlik, akademik/mesleki etik. | Proje ham verisi getirilir; bir tablo, bir grafik ve bir sonuç cümlesi SI kurallarına göre taslaklanır. |
| 14 | Bütünleşik ölçüm sistemi tasarımı ve proje sunumları: ölçülen büyüklüğün tanımı; sensör/yöntem, koşullandırma ve ADC/cihaz seçimi; güvenlik, kalibrasyon, hata azaltma ve belirsizlik bütçesi; sonucu teknik rapor ve sözlü sunumla savunma. | Proje raporu ve kısa sunum hazırlanır; tasarım kararları ile belirsizlik kaynakları gerekçelendirilir. |
| Kaynaklar | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ders Notu | |||||||||||||||||||
| Ders Kaynakları |
|
||||||||||||||||||
| Sıra | Program Çıktıları | Katkı Düzeyi | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | X | |||||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | ||||||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | ||||||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. | ||||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | ||||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. | X | |||||
| 8 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği konusunda farkındalık; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. | ||||||
| # | Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı | PÇ 3 | PÇ 3 | PÇ 3 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 4 | PÇ 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SI temel ve türetilmiş birimlerini, ön ekleri ve boyut analizini kullanır; ölçüm sonuçlarını bilimsel/mühendislik gösterimi, uygun birim ve anlamlı basamaklarla yazar. | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 2 | Doğruluk, kesinlik, çözünürlük, duyarlılık, tekrarlanabilirlik, doğrusallık, histerezis, sürüklenme, yükleme ve dinamik cevap gibi ölçme sistemi özelliklerini açıklar ve cihaz veri sayfalarından yorumlar. | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 3 | Sistematik, rastgele ve kaba hata kaynaklarını belirler; kalibrasyon ve izlenebilirliği açıklar; Tip A/Tip B ve bileşik belirsizlik hesabı yaparak sonucu belirsizliğiyle raporlar. | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 4 | Bir ölçme problemi için uygun yöntem, cihaz, kademe ve bağlantıyı seçer; yükleme, gürültü ve güvenlik etkilerini azaltacak önlemleri uygular. | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | |
| 5 | Multimetre, köprü, osiloskop/prob, sinyal üreteci ve sayıcının çalışma ilkelerini, özelliklerini ve sınırlamalarını değerlendirir; temel elektriksel ölçüm sonuçlarını yorumlar. | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 6 | Sensör/dönüştürücü, sinyal koşullandırma, filtreleme/izolasyon, ADC ve veri toplama bloklarından oluşan bir ölçüm zincirini analiz eder ve gereksinime uygun bileşenleri seçer. | |||||||
| 7 | Basit bir ölçüm uygulamasını planlar; veriyi toplar ve analiz eder; kalibrasyon eğrisi ile belirsizlik bütçesi oluşturur; sonucu izlenebilir, tekrarlanabilir ve teknik yazım kurallarına uygun raporlar ve sunar. |
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ara Sınav | 40 |
| 1. Kısa Sınav | 10 |
| 1. Ödev | 10 |
| 2. Ödev | 10 |
| 1. Performans Görevi (Uygulama) | 20 |
| 1. Sözlü Sınav | 10 |
| Toplam | 100 |
| 1. Yıl İçinin Başarıya | 60 |
| 1. Final | 40 |
| Toplam | 100 |
| AKTS - İş Yükü Etkinlik | Sayı | Süre (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) | 16 | 2 | 32 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 1 | 14 |
| Ara Sınav | 1 | 7 | 7 |
| Kısa Sınav | 1 | 2 | 2 |
| Ödev | 2 | 3 | 6 |
| Performans Görevi (Uygulama) | 1 | 6 | 6 |
| Final | 1 | 8 | 8 |
| Toplam İş Yükü | 75 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 3 | ||
| dersAKTSKredisi | 3 | ||