ITS-90 uyumlu standart platin direnç termometre sisteminin ANFIS ile geliştirilmesi
Devolopment of ITS-90 compliant standard platinum resistance thermometer system with ANFIS
Yazar: ERBİL KIZILDAŞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET MELİH İNAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Uluslararası sıcaklık ölçeği (ITS-90)'nde ara değerleme (interpolasyon) aracı olarak Standart Platin Direnç Termometreleri (SPRT) ve sıcaklık ölçeği için özel olarak tanımlanmış fonksiyonlar kullanılmaktadır. ITS-90, maddelerin değişmeyen fiziksel özelliklerinden (ergime / donma / üçlü hal sabit sıcaklık nokta değerleri) yararlanılarak oluşturulmuştur. TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME)'nde ITS-90 da tanımlı sabit sıcaklık nokta değerlerinin elde edilmesine yönelik, her türlü alt yapı ihtiyacı kurulmuş ve çok çeşitli sabit sıcaklık nokta hücreleri yapılmıştır. Ancak ölçeğe ait ara değerlerin oluşturulması için kullanımı zorunlu olan SPRT dünyadaki diğer birçok metroloji enstitüsünde olduğu gibi halen yurt dışından temin edilmektedir.
Yumuşak Hesaplama Araçlarından biri olan Uyarlamalı Yapay Sinir-Bulanık Çıkartım Sistemi (ANFIS- Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System), bulanık çıkartım sistemi ve eğiticili öğrenme algoritmasına sahip ileri beslemeli yapay sinir ağlarının uyarlamalı bir modelidir. Uyarlamalı model, işlem birimlerini ve bu birimlerin bağlantılarını içeren bir yapay sinir ağı katmanına sahiptir. İşlem birimleri, ağırlıklara sahip olup bir öğrenme algoritmasının öngördüğü hata değerini minimize etmek için bu ağırlıkların nasıl değiştirileceği belli olan uyarlamalı bir yapıdadır.
Bu tez çalışmasında, UME'de yapılan SPRT'lerde ANFIS kullanılarak ITS-90 standardının sisteme öğretilmesi amaçlanmaktadır. Böylece ITS-90'da tanımlanmış ara değerleme hesaplamaları yapılmadan, ölçülen her direnç değerine karşılık gelen sıcaklık değerini pratik olarak hesaplayan bir yazılım geliştirilmiştir. Problem girdisi olarak TÜBİTAK UME'nin sıcaklık laboratuvarında elde edilen veriler kullanılmıştır. Oluşturulan sistemde, SPRT'lerde Wheatstone köprüsü kullanılmadan analitik ANFIS kullanılarak 2 mK'den küçük hata ile TÜBİTAK UME sıcaklık laboratuvarlarında elde edilen sıcaklık ölçümlerine çok yakın sıcaklık ölçümleri yapılmıştır.

Abstract:
As an equipment for interpolation, Standard Platinum Resistance Thermometers (SPRT) and functions which are specifically defined for temperature scale are used in International Temperature Scale (ITS-90). ITS-90 is designed from the unaltered physical features of substances (melting / frosting / the measures of stable temperature in trible conditions). At TUBITAK (The Scientific and Technological Research Council of Turkey) National Metrology Institute, all required and necessary basum were constructed and a variety of stable temperature cells were designed in order to get the result of measures in constant temperature defined in ITS-90. However, the standard platinum resistant thermometers which have to be used to measure interpolation are imported from other countries as in other metrology institutes.
As one of Soft Computing Tools, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) is an adaptive model of fuzzy inference system and feedforward artificial neural network which has a supervised learning algorithm. The adaptive model includes calculation parts and artificial neural network divisions including connections of these divisions. Calculation parts have weights and are in adaptive form of which can minimize the error measures that are predicted by learning algorithms to change the weights.
The purpose of this thesis is to teach the ITS-90 standard to the system by applying ANFIS which are produced from SPRT by UME. Thus, a software has been developed, which can practically calculate the value of temperature in response to the resistance value measured without interpolating the ITS-90 values.  The data which is gathered from temperature laboratory of UME, TUBİTAK was used as problem input. Through the developed system by using ANFIS and wıthout applying Wheatstone bridge of SPRT, the measurement of temperature with fault less than 2 mK which has the closest result to the value of UME TUBITAK laboratories was performed.