Ölçü aleti

[[Dosya:20000 Nautilus Nemo room.jpg|küçükresim|Denizler Altında Yirmi Bin Fersahtaki Kaptan Nemo ve Pierre Aronnax, ölçü aletleri üzerinde kafa yorarlarken.]]Ölçü aleti''', fiziksel nicelik ölçmeye yarayan bir cihazdır. Fiziksel bilimler, kalite güvencesi ve mühendislikte kullanılan ölçme; gerçek şeylerin ve olayların, fiziksel niceliklerini elde etme ve kıyaslama etkinliğidir. Yerleşik standart nesneler ve olaylar ölçü birimleri olarak kullanılır ve ölçme işlemi; üzerinde çalışılan unsur ve bununla ilişkili ölçü birimi hakkında bir sayı verir. Ölçü aracının kullanımını tanımlayan araçlar ve formel test yöntemleri, elde edilen sayıların arasındaki ilişkilerin vasıtalarıdır.Bilim insanları, mühendisler ve diğerleri, ölçümlerini yapabilmek için çok çeşitlilikte aletlere ihtiyaç duyarlar. Bu aletler; cetvel ve kronometre gibi basit cisimlerden, elektron mikroskobu ve parçacık hızlandırıcı gibi karmaşık cihazlara kadar değişkenlik gösterir. Sanal cihazlar, çağdaş ölçü araçlarının geliştirilmesinde geniş ölçüde kullanılır.Güneş saati, geçmiş çağlarda sık kullanılan bir zaman ölçme aletiydi. Günümüzde genel olarak kullanılan ölçme aletleri saat ve kol saatidir. Yüksek hassasiyet düzeyinde zaman ölçümleri için atom saati kullanılır.Gaz sayacı, kullanılan gazın hacmini kaydederek dolaylı yoldan ölçer. Ölçümden elde edilen değer, gazın enerji değeriyle çarpılarak harcanan enerjiye çevrilebilir.Enerji değiş tokuşu yapan bir fiziksel sistem, birim zamanda yapılan enerji değiş tokuşu ile açıklanabilir. Bu, enerji akısı olarak da bilinir.Aksiyon, işlem süresince geçen zamandaki (enerji üzerine zaman integrali) toplam enerjiyi tanımlar. Açısal momentumunkiyle aynı boyuta sahiptir.Foto tüp, ışığın ölçülmüş hareketinin (Planck sabiti) hesaplanmasına izin veren bir voltaj ölçümü sağlar. (bakınızfotoelektrik etki)Bu kavram, klâsik mekanik ve sürekli ortamlar mekaniğinde bulunan temel kemiyetleri kapsar. ancak sıcaklıkla ilişkili soruları veya kemiyetleri hariç tutmaya çalışır.Elektriksel yükle ilgili değerlendirmeler; elektrik ve elektroniğe hükmeder. Elektriksel yük, elektromanyetik alan vasıtasıyla birbirleriyle etkileşime girer. Eğer yük hareket etmiyorsa, o alana elektriksel alan denir. Yükler hareket ederek, özellikle elektriksel olarak nötr iletkende elektrik akımı oluşturuyorsa, o alana manyetik alan denir. Elektriğe nitelik (potansiyel) verilebilir ve elektriksel yük, elektriğin maddemsi özelliğidir. Temel elektrodinamikte enerji (veya güç); potansiyelin, o potansiyeldeki elektriksel yük (veya akım) miktarıyla çarpılması ile hesaplanır: potansiyel x yük (veya akım). (Bakınız: Klasik elektromanyetizma ve Elektromanyetizmanın eşdeğişim formülasyonu)Elektrometre, triboelektrik etkisine yol açan temas elektriklenmesi fenomenini yeniden onaylamak için kullanılır.Torsiyon balansı, Coulomb tarafından elektriksel yük ve kuvvet arasında ilişki kurabilmek için kullanılmıştır.Zaman alanı yansıma ölçer, elektrik sinyallerinin uçuş zamanını kullanarak metal kablolardaki hataları tanımlar ve bulur.Multimetre (veya elektriksel ölçü aleti), asgari olarak: ampermetre, voltmetre ve direnç ölçer fonksiyonlarını bir araya getirir.LCR ölçer, direnç ölçer, kapasimetre ve indüktans ölçer fonksiyonlarını bir araya getirir. Ölçme yönteminin köprü devresi olması nedeniyle bileşen köprü olarak da bilinir.Sıcaklık ilişkili değerlendirmeler termodinamiğe hükmeder. Isıyla ilişkili belirgin iki özellik vardır:Isıl potansiyel — sıcaklık, örneğin: kor halindeki kömürün, siyah kömürden farklı ısıl niteliği vardır.Maddemsi özellik — entropi, örneğin: bir kor halindeki kömür bir tencere suyu yeterince ısıtmaz ama yüz tanesi ısıtır.Termodinamikte enerji, ısıl potansiyel ile o potansiyeldeki entropi miktarının çarpımıyla hesaplanır: sıcaklık x entropi.Kimyada tanıtılan ve genellikle dolaylı yolla ölçülen fiziksel nicelik. Eğer maddenin türü ve kütlesi biliniyorsa; atom kütlesi veya molekül kütlesi (periyodik tablodan bakılır, kütle spektrometresi ile kütle ölçülür), maddenin miktarını birim olarak doğrudan verir. Belli başlı molar değerler verilmişse, bahsi geçen maddenin miktarı hacim, kütle veya yoğunluk ölçerek bulunabilir. Ayrıca bakınız: molar kütle.Piranometre prensibi: güneş ışıması akısı yoğunluğu, yüzey sıcaklığıyla ilişkilidir (Stefan–Boltzmann yasası)Pirometre prensibi: ışığın tayfsal şiddetinin sıcaklığa bağımlılığı (Planck yasası), örneğin: ışığın rengi, kaynağının sıcaklığına bağlıdır, −50 °C ila +4000 °C olabilir.Not: ısıl kondüksiyon yerine ısıl radyasyonun ölçümü veya ısıl taşınım; hiçbir fiziksel temasın, sıcaklık ölçümünde (pirometri) gerekli olmadığı anlamına gelir.Direnç termometresi prensibi: fizik ve sanayide uygulandığı şekliyle; sıcaklık ve metallerin elektriksel direnci arasındaki ilişki 10 ila 1000 kelvindir.Termistör prensibi: sıcaklık ve seramik veya polimerlerin elektriksel direnci arasındaki ilişki 0,01 ila 2000 kelvindir (−273.14 ila 1,700 °C).Termokupl (veya ısıl çift) prensibi: sıcaklık ve metallerin kesişim noktaları voltajı arasındaki ilişki (Termoelektrik etki#Seebeck etkisi) −200 °C ila +1350 °C'dir.Tekniksel olarak benzeri unsurlar madde biliminde ısıl analiz yöntemleri içerisinde görülebilir. Ayrıca bakınız: Sıcaklık ölçümü ve :Kategori:Termometreler.Buna; ısıl kütle veya enerjinin ısıl katsayısı, tepkime enerjisi, ısı aktarımı dahildir. Kimyasal tepkimeler gibi nedenlerle ortaya çıkan enerjinin entropi tarafından taşınmasını ölçen kalorimetreler, pasif kalorimetre olarak adlandırılır. Ölçülecek numuneyi belli miktarda entropiyle dolduran, numuneyi ısıtan kalorimetrelere ise aktif kalorimetre denir.Sabit sıcaklık kalorimetresi, faz değişimi kalorimetresidir; örneğin buz kalorimetresi veya faz değişimini gözlemleyen diğer herhangi bir kalorimetre veya sıcaklık ölçümü için ayarlı faz değişimini kullanan bir kalorimetre.Faz değişimi kalorimetresinin enerji değerinin, mutlak sıcaklığa bölünmesiyle değiştirilen entropi miktarı elde edilir. Faz değişimi entropi oluşturmaz, bu yüzden entropi ölçümüne uygundur. Bu şekilde entropi üretmeden, belirli sıcaklıklardaki enerji ölçümleri işlenerek dolaylı yoldan entropi değerleri bulunur.Isı akısı sensörü, birbirine bağlanmış termokuplların oluşturduğu termopilleri kullanarak entropinin akısını veya o anki yoğunluğunu belirler.Numunenin sıcaklığı neredeyse mutlak sıfıra düşecek kadar soğutulur, örneğin numuneyi sıvı helyuma daldırarak. Mutlak sıfırda herhangi bir maddenin entropisi olmadığı varsayılır (bakınız: Termodinamik üçüncü kanunu). Sonrasında, soğutulmuş maddeyi entropiyle doldurarak istenilen sıcaklığa getirmek için iki aktif kalorimetre çeşidi kullanılır:Isıl olmayan taşıyıcılardan enerji aktaran işlemler entropi üretir (örneğin: Count Rumford tarafından bulunan mekanik/elektriksel sürtünme). Ya üretilen entropi ya da ısı ölçülür veya ısıl olmayan taşıyıcının aktarılmış enerjisi ölçülebilir.Enerji kaybetmeden sıcaklığını düşüren entropi, entropi üretir (örneğin: izole bir çubukta kondüksiyon: ısıl sürtünme oluşturur).Sıcaklık değişimi ve ısıyla taşınan enerji ile ilgili orantısal bir etmendir. Eğer madde gaz ise, bu katsayı kayda değer bir şekilde sabit hacim veya sabit basınçta ölçülmeye bağımlıdır.Ebuliyoskop, bir sıvının kaynama noktasını ölçen bir aygıt. Bu aygıt aynı zamanda; kaynama noktası yükselmesi etkisindan faydalanarak, solventin molekül kütlesini hesaplayan yönteminin bir parçasıdır.Ayrıca bakınız: ısıl analiz, ısı.Buna, maddenin makroskopik  özelliklerini ölçen araçların çoğu dahildir. Katı hal fiziğinin içinde bulunan yoğun madde fiziğinde; katıları, sıvıları ve ikisinin arasındakiler (viskoelastisite) üzerinde çalışılır. Akışkanlar mekaniğinde ise; sıvı, gaz, plazma ve bunların arasındaki maddeler (süperkritik akışkanlar) üzerinde çalışılır.Bu kavram, sıvıların ve kristal gibi sıkıştırılmış katıların parçacık yoğunluğu hakkında bilgi verir. Yığın yoğunluğu ise tanecikli ve gözenekli katıların yoğunluğu hakkında bilgi verir.Rezonant frekansı ve sönümleme analizörü, darbeli uyarım tekniğini kullanır. Küçük bir mekanik uyarım, maddenin titremesine yol açar. Titreşim elastik özelliklere, yoğunluğa, şekle ve iç yapılara bağlıdır.Tomografi, bir nesneye hasar vermeden iç yapısının 2 veya 3 boyutlu görüntülerini analizi ve kaydı için kullanılan bir aygıttır.Gouy dengesiAyrıca bakınız: :Kategori:Madde içinde elektrik ve manyetik alanlarMadde potansiyeli veya kimyasal potansiyel veya molar Gibbs serbest enerjisiMaddenin reaktandan ürüne dönüşüm yapması, maddenin hâlleri arasında değişim, kimyasal tepkimeler veya çekirdek tepkimeleri veya membran yoluyla difüzyon gibi faz konversiyonlarında toplam enerji dengesi vardır. Özellikle sabit basınç ve sabit sıcaklıkta molar enerji dengesi; madde potansiyeli veya kimyasal potansiyel veya molar Gibbs serbest enerjisini tanımlar ve bu şekilde kapalı sistemde işlemin gerçekleşip gerçekleşmeyeceği bilgisini verir.Entropiyi dahil eden enerji dengesinin iki kısmı vardır: maddenin değişmiş entropi içeriğinin nedeni olan denge ve tepkimenin kendisi tarafından salınan veya alınan enerjinin nedeni olan diğeri, yani Gibbs serbest enerjisi değişimi. Tepkime enerjisinin toplamına ve entropi içeriğinin değişiminden sorumlu enerjiye entalpi de denir. Genellikle tüm entalpi entropi tarafından taşınır ve bu şekilde kalorimetre vasıtasıyla ölçülebilir.Kimyasal tepkimelerdeki standart durumlar için ya molar entropi içeriği ya da molar Gibbs enerjisi ile belirlenmiş bir sıfır noktası çizelgelenir. Ayrıca molar entropi içeriği ve molar entalpi de aynı işlemde kullanılabilir. (Bakınız: oluşumun standart entalpi değişimi, standart molar entropi)Redoks tepkimesinin madde potansiyeli, genellikle akümülatör kullanarak elektrokimyasal olarak belirlenirDiğer değerler kalorimetreyle dolaylı yoldan belirlenebilir veya faz diyagramları kullanılabilir.Ayrıca bakınız: ElektrokimyaYoğun maddenin mikroyapı-altı özellikleri, gazRadyo frekans spektrometreleri; kullanım alanları: Nükleer manyetik rezonans, ferromanyetik rezonansX ışını tüpü, incelenecek maddeye X ışını saçar ve fotoğrafik plaka ile görüntü oluşturur. Kristal yapıları incelemek için aynı prensibi X ışını kristalografisi kullanır. Amorf katıların belli bir motifi yoktur ve dolayısıyla kimliklendirilebilirler.İyonlaştırıcı radyasyona ışın parçacıkları ve ışın dalgaları dahildir. Özellikle X ışını ve gama ışını, çarpışma süreciyle bir atomdan elektron koparmak içinyeterli miktarda (ısıl olmayan) enerji aktarır.Buna kimyasal madde, herhangi bir çeşit ışın, temel parçacık, yalancı parçacık (veya kuazi parçacık]] dahildir. Bu başlığın dışındaki pek çok ölçü aygıtı; kimliklendirme işleminde kullanılabilir veya en azından bu işlemin bir parçası olabilirler.Ayrıca bakınız: analitik kimya; özellikle kimyasal analiz yöntemleri listesi veya maddesel analiz yöntemleri istesiKromatografi, gaz kromatografisi karışımları ayırır. Madde çeşitlerinin hız değişiklikleri, istenilen ayırma işlemini elde eder.Kütle spektrometresi, yüklü parçacıkların kütle-yük oranı temelinden kimyasal yapıyı kimliklendirir.Ultrasantrifüj, karışımları ayırır. Santrifüjün kuvvet alanında, yoğunluğu farklı olan maddeler ayrılmaya başlar.Fotometri, gözün algıladığı parlaklık bakımından ışık ölçümüdür. Fonometrik nicelikler; gözün tayfsal hassasiyetini kalıp alan ışıtma gücü fonksiyonunun, her dalga boyunun katkısını ölçerek elde ettiği anolojik radyometrik niceliklerden köken almaktadır.Pozometre, aydınlanma şiddeti ölçmek için kullanılır. Fotoğraflarda pozlandırma için kullanılan bir araçtır. Örneğin: birim bölgeye düşen ışık akısı.Luminans ölçer, luminans ölçmek için kullanılır. Örneğin: birim bölgeye ve birim tam açıya düşen ışık akısı.Ulbricht küresi bir ışık kaynağından saçılan toplam ışık akısını toplamak ve ardında ışıkölçer yoluyla ölçmek için kullanılır.Densitometre, fotoğrafik bir materyalin ışığı ne kadar yansıtıp ne kadar geçirdiğini ölçmek için kullanılır.Tristimulus kolorimetresi, renkleri nicelendirmek ve iş akışı görüntülemesi kalibrasyonunda kullanılır.Tomografi, geometrik nesnenin iç yapısının temsili 2 veya 3 boyutlu görüntü oluşturabilmek için, o nesnenin üzerinde uygulanan yıkımsal olmayan çoklu ölçüm analizi aygıtı ve yöntemidir.Teleskop ve deniz navigasyon araçları gibi bâzı araçların, yüzyıllardır askerî uygulamaları olmuştur. Öte yandan; askerî etkinliklerdeki ölçü araçlarının rolü, 19. yüzyılın ortalarından başlayarak uygulamalı bilim vasıtasıyla gelişen teknolojiyle birlikte katlanarak artmıştır. Askerî ölçü araçları, bu maddede tanımlanan navigasyon, astronomi, optik, görüntüleme ve hareketli cisim kinetiği gibi pek çok araç kategorisinde ilerleme kaydetmiştir. Askerî araçlar genel olarak; uzağı görme, karanlıkta görme, bir cismin coğrafî konumunu belirleme ve hareketli bir cismin yolunu ve doğrultusunu bilmek ve kontrol etmek gibi konularda yoğunlaşmıştır. Bu araçların ön plâna çıktığı özellikleri arasında kullanılabilirlik, hız, güvenilirlik, ve doğruluk ve kesinliktir.Ağırlık kontrol makinesi, taşıyıcı bant üzerindeki eşyaların ağırlığını ölçer; az veya fazla ağırlığı olanları reddeder.Densitometre, işlenmiş fotoğraf filmi veya transparan madde içinden geçiş yapan, veya yansıtıcı bir maddeden yansıyan ışığı ölçer.Gradyometre, fiziksel bir niceliğin uzaysal varyasyonlarını ölçmeye yarayan aygıtların tümüdür. Örneğin yerçekimsel gradiometride olduğu gibi.Sensör, az etkileşimle ölçüm yapan aygıtlar için kullanılan şemsiye tabir. Genellikle teknik uygulamalarda kullanılır.Evrensel ölçüm makinesi, mühendislik toleransı (veya geometrik tolerans) denetlemesi için geometrik yer ölçümü yapar.