Su Terazisi Nedir? Tarih, Türleri ve Nasıl Çalışır

Su terazisi, mühürlü sıvı dolu bir tüpte küçük bir hava kabarcığı kullanan, bir yüzeyin yatay (su terazisi) mı yoksa dikey (teraziye) mi olduğunu göstermek için bir alettir. Yüzey mükemmel yatay olduğunda, yerçekimi kabarcığı iki referans işareti arasında ortalar. Adındaki "spirit", geleneksel olarak sıvı olarak kullanılan mineral ruhları veya etanolu ifade eder — hiçbir şey de doğaüstü değildir.

Temel Noktalar

• Su terazisi, 1661'de Fransız polımat Melchisédech Thévenot tarafından icat edildi ve Recueil de voyages'de açıklandı.
• Kabarcık, eğri tüpün tepesinde ortanır çünkü hava en düşük yerçekimi potansiyeli noktasını arar — eğrinin zirve.
• Kaliteli su teraziileri British Standard BS 369'u karşılar, tüp duyarlılığını metrenin 0,5 mm (yaklaşık 0,03°) olarak belirtir.
• Modern smartphone akselerometreleri, kalibreli ±0,1° ila ±0,3° elde eder — orta kademe profesyonel su terazisine karşılaştırılabilir.
• Su terazisi tüpündeki sıvı tipik olarak etanol veya isoamil asetat, görünürlük için sarı-yeşil renginde.

Su Terazisinin Kısa Tarihi

Su terazisi, 1661'de Fransız polımat Melchisédech Thévenot tarafından icat edildi, seyahat yazarı ve bibliyofil olarak tanınır. Cihazı Recueil de voyages'de açıklamıştır (Seyahat Koleksiyonu), birincil olarak coğrafya ve navigasyon hakkında bir eseri. Thévenot, sıvı dolu mühürlü bir tüpün hava kabarcığının her zaman en yüksek noktaya yöneleceğini, plumb çizgisinin kararsızlığı olmadan kesin bir yatay referans vereceğini fark etti. ([Thévenot, Melchisédech, Recueil de voyages](https://gallica.bnf.fr/), 1661)

Alkol Neden Suyu Değiştirdi

Su, herhangi bir sıvı terazisi için açık ilk seçim ve önceki imalatçılar kabataslak yatay referanslar olarak su dolu oluklar kullanmışlardır. Suyun iki ölümcül sorunu vardır. Donmuş, aracı kışın işlevsiz hale getirir. Ayrıca camla eşit olmayan yapışır, kabarcığın pürüzsüz değil de sarsılarak hareket etmesine neden olur. Etanol (ruh) tipik dış sıcaklıklarda donmaz, temiz akıyor ve tutarlı bir temas açısıyla camı ıslatır.

Thévenot'tan İnşaat Sahasına

Harita mühendisleri ve araç yapıcılar 17. ve 18. yüzyılların geç bölümleri boyunca su terazisini benimsediler. Astronomik teleskop yapıcıları enstrümanlarını kesin şekilde terazilemek için kullanıyordu. Harita mühendisleri su teknesi gerektiğinde daha taşınabilir ve yatay işler için plumb çizgisinden daha doğru buldu. 19. yüzyılda, endüstriyel imalat cam tüpleri ucuz ve tekrarlanabilir hale getirdi. 20. yüzyıl, alüminyum kutu kirişleri, standartlaştırılmış tüp duyarlılığını ve çoğu tezgahın bugün taşıdığı torpido seviyesini getirmiştir.

Su Terazisi Nasıl Çalışır?

Tüp, aletin kalbiydi. Bu mühürlü bir cam veya akrilik tüp, hafif eğri, düşük viskositeli sıvı (etanol veya isoamil asetat) ve tek bir hava kabarcığıyla doldurulmuştur. Sıvı, kabarcık civarında biraz daha az yoğundur, bu nedenle yerçekimi sıvıyı aşağı çeker ve kabarcık tüpün en yüksek noktasına yükselir. Su terazisi yüzeyinde, en yüksek nokta iki referans çizgisi ile işaretlenmiş eğri tüpün zirveesidir. Kabarcık aralarında ortanır. ([British Standard BS 369](https://www.bsigroup.com/), 1989)

Tüp Eğrisinin Rolü

Tüpün eğriliği duyarlılığı belirler. Daha sıkı eğri bir tüp (daha küçük eğrilik yarıçapı) verilen bir eğim açısı için kabarcığı daha fazla hareket ettirir, küçük sapmaları algılamayı kolaylaştırır. Daha yumuşak eğri bir tüp daha az duyarlıdır ancak pürüzlü yüzeylerde daha affedicidir.

Yaklaşık 1 metre eğri yarıçapı olan bir tüp yaklaşık 2mm per meter duyarlılık verir, yani yüzey metreden 1mm çıkmazsa yüksek durağanlamada 2mm hareket eder. Kaliteli inşaat seviyeleri tipik olarak BS 369'da belirtilen minimum 0,5mm per meter duyarlılık veren bir yarıçap kullanır. Hassas harita mühendisliği seviyeleri 10 metre veya daha fazla yarıçap kullanır, 0,02mm per meter duyarlılık verir.

Sıvı Gerçekten Ne Yapar?h3>

Sıvı, aynı anda birkaç gereksinimi karşılaması gerekir: kabarcık hızlı hareket etmesi ve sürüklenmemesi için düşük viskositte; sıfır altında çalışması için düşük donma noktası; kabarcık yuvarlak kalması ve bölünmemesi için yüksek yüzey gerilimi; kabarcığın yapışmadan sorunsuzca kayması için iyi cam ıslatma özellikleri. Etanol, bunların hepsi için kontrol ediyor. Donma noktası -114°C — herhangi bir iş sitesi sıcaklığının çok altında. Isoamil asetat (muz yağı) bazen daha uzun raf ömrü için ılıman iklim araçlarında kullanılır.

Sarı-yeşil renk, görünürlük için eklenen boyarmadır. Açık sıvı açık camda, kabarcığın parlak ışıkta görmesi zor.

Hangi Su Terazisi Türleri Vardır?

Su teraziileri çoğu insanın fark ettiğinden daha fazla konfigürasyonda gelir. Her tür farklı bir ölçüm görevine hizmet eder. Ortak iş parçası aynı fiziğidir — eğri tüp ve hava kabarcığı — ancak forma faktörü nasıl ve nerede kullanıldığında her şeyi değiştirir.

İş için Doğru Türü Seçme

Uzunluk, alıcıların fark ettiğinden daha fazladır. 6 feet dolap serisinde 9 inçlik torpido seviyesi 6 feet değil, 9 inç üzerinde bir okuma verir. Seride herhangi bir yay veya sag algılanmadı gidebilir. Işe sığan en uzun seviyeyi kullanın. Mutfak dolablarında 48 inçlik seviye 24 inçlik bir seviyenin tamamen kaçırdığı yüksek noktaları bulur.

Su Terazisini Nasıl Okursunuz?

Su terazisini doğru okumak göz hizalamasını gerektirir. Tüpdeki iki referans çizgisi hedef. Kabarcık aralarında ortaya alınmalıdır. Açıdan değil, tüpe düz bakın. 15 derece yanından bile okumak paralaks hatası yaratır, kabarcığı yokken kaymış görünüyor. Bu en yaygın alan okuma hatası.

Standart Seviyede İki Tüp

Çoğu 24 inç ve daha uzun seviyelerin iki tüpü vardır: yatay (bir yüzeyin su terazisi olup olmadığını kontrol etmek için) ve dikey 90° (bir yüzeyin plumb olup olmadığını kontrol etmek için). Yatay tüp, seviye çalışma kenarı düz ve su terazisi iken sıfır okunur. Dikey tüp, kenar plumb iken sıfır okunur. Bazı seviyeler de 45° tüp ekler.

İşaretler Gerçekten Ne Anlama Gelir

İki referans çizgisi tam olarak "0 derece" ile aynı değildir. Kabul edilebilir bölgeyi temsil ederler. Kabarcık çizgilerinden birine dokunursa (aralarında ortalanmamışsa) tüpün duyarlılık derecesi içinde seviye gösterir. 0,5mm/m tüpünde, çizgilerden birine dokunmak, su terazisinin 0,5mm içinde olduğunuz anlamına gelir. Çizgiler arasında ortanmış daha kesin yine — kaliteli bir tüpte metrenin 0,1mm hakkında.

Kabarcık Neden Her Zaman Ortada Ortalanır?

Fiziği burada zarif ve top bir kase dibine yuvarlanan aynıdır. Hava kabarcığı çevre sıvıdan daha az yoğundur. Mühürlü tüp içinde mevcut olan en yüksek noktaya her zaman yükselir. Tüp yukarıya eğridir, bu nedenle su terazisindeki yüzeyde en yüksek nokta — eğrinin zirve — merkez oturur. Yerçekimi sıvıyı zirvenin uzağından ve uçlara çeker, bu da kabarcığı merkeze yükseltmek için zorlıyor.

Herhangi bir eğim, eğrinin zirve kaldığı yeri Dünya'nın yerçekimi alanına göre değiştirir. Sol uca 1° aşağı eğin ve zirve tüpün sağ ucuna hareket eder. Kabarcık onu takip eder, sağa kaydı. Kaydığı tutar, eğrinin yarıçapına bağlıdır. Bu, neden daha sıkı eğri (daha kısa yarıçap) daha fazla duyarlılık verir: aynı 1° eğim, yumuşak bir kısımdan daha kesin bir eğri boyunca kabarcığı daha fazla hareket ettirir.

[UNIQUE INSIGHT] Su terazisi ve marangoz plumb bob'u ikisi de yerçekimini referans olarak kullanır. Fark yöndedir: plumb bob, bir ağırlık asıp true dikey bulur, su terazisi ise flotan bir kabarcık tarafından true yatay bulur. Beraber, iki araç ve sıfır elektronik ile bir koordinat sistemi tanımlarlar. Thévenot'un 1661 tüpü, saha kullanımı için karşılaştırma-doğruluk oranında her şeyi aşar.

Su Terazisi Seberapa Doğru?

Doğruluk kalite düzeyine göre geniş bir şekilde değişir. Kaliteli üretici tarafından profesyonel alüminyum kutu kiriş seviyesi British Standard BS 369'u karşılar, tüp duyarlılığını ±0,5mm per meter, yaklaşık ±0,03°'ye eşit olarak belirtir. Donanım mağazasından ucuz plastik seviye hiç bir standartta taşımayabilir, tüp hatası ±2mm per meter kadar büyük (±0,11°). ([British Standard BS 369](https://www.bsigroup.com/), 1989)

Ters Test: Su Terazisinin Doğruluğunu Kontrol Etme

Su terazisini kontrol etmek için kalibrasyonun donanımını yapmanız gerekmez. Ters test herhangi bir düz yüzeyde çalışır. Teraziyi yüzeye yerleştirin ve kabarcığın merkez işaretlere göre tam olarak nerede oturduğunu not edin. Şimdi teraziyi 180° döndürün (uçları değiştirin, aynı kenarı aşağı tutun). Kabarcık konumunu tekrar not edin.

Kabarcık her iki yolda da aynı konumdaysa, seviye doğrudur. Kaymışsa, seviye iki okuma arasındaki parktan yarısına eşit bir hataya sahiptir. Düz bir yüzeyde bu şekilde test edilen kaliteli bir seviye, iki konum arasında algılanabilir bir kabarcık hareketi göstermemelidir.

Doğruluk Zamanla Nasıl Azalır

Geleneksel su teraziileri fiziksel hasar yoluyla kalibrasyonun dışına çıkabilir. Seviyeyi düşürmek çerçeveyi hafifçe bükün, tüpün çalışma kenarına göre yönelimini değiştirir. Tüpün kendisi çatlatılabilir, sıvının yavaş buharlaşması ve kabarcık boyutu değişirse. Bazı plastik tüpler de zaman içinde sarıya dönüş verir, kabarcığı daha kesin bir şekilde okumasını zorlaştırır.

Dijital ve Telefon Su Teraziileri Nasıl Karşılaştırılır?

Modern akıllı telefon akselerometreleri MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) teknolojisini kullanır: mikroskoubik silikon yapıları, yerçekimi kuvveti altında hafifçe hareket eder, çipin açıya dönüştürdüğü elektrik kapasitansını değiştirir. Kalibreli tüketici akselerometreleri ±0,1° ila ±0,3° doğruluk elde eder. Orta kademe profesyonel su terazisine karşılaştırılabilir ve herhangi bir sertifikasız ucuz seviyeden önemli ölçüde daha iyidir. ([IEEE Sensors Journal](https://ieeexplore.ieee.org/), 2022)

Telefonlar Farklı Olarak Ne Yapır?

Telefon su terazisi konseptini bir tüpün yapamadığı yollar genişletir. Yakınlık ses geri bildirimi: su terazisine yaklaştıkça hız alma bip, eli boş çalışabilmeniz için. Ölçüm dergisi: fotoğraf ve GPS koordinatları ile projeye göre okumalar kaydedin. Altı eğim birimi: derece, yüzde, mm per meter, inç per foot, oran ve çatı perdesi. Hedef açı: drenaj düşüşü için 2° gibi sıfır olmayan bir hedef ayarlayın ve seviye tespiti hedefte tetikler.

Telefon seviyesinin ana avantajı doğruluk değildir. İyi bir geleneksel seviye eşit ölçüde doğru. Cep telefonunuz her zaman cebinizde oluyor, sesle konuşuyor ve ne ölçtüğünüzü kaydeder.

Geleneksel Seviyeler Hala Nerede Kazanır

Uzunluk en açık durumdur. 6 metrelik seviye, telefonun göremediği bir yüzeydeki çıkıntıları ve batıntıları köprüler. Telefon kendi beden uzunluğu üzerinde bir okuma alır (yaklaşık 6 inç). Bir üst masanın ortada eğilip eğilmediğini söyleyemez. Uzun koşu için, geleneksel seviye kullanın. Nokta kontrolleri ve açı ölçümü için telefon daha hızlı, daha çok yönlü bir alettir.

Sık Sorulan Sorular