Gündelik yaşantıda tam ölçüm önemli değildir. Tahta bir kap, tahılı eşit olarak paylaştırmaya yeterli olabilir fakat mikroskobik nesnelerin boyutlarıyla ilgilenen bilim insanlarının hassas aletler kullanmaya ihtiyacı olmuştur. Basit ya da karmaşık, tarihte her türden amaç için yapılmış ölçüm aletleri var. En eski standart ölçüm aleti tahil ölçeği olabilir: Buğday veya arpa gibi sabit miktarlardaki tahıllar bir zamanlar standart kütle birimleri olarak kullanılıyordu. Öyleyse ölçüm aletlerinin icadı ve tarihsel gelişim hikayesine göz atalım.
Küresel ölçüm standardı
Bilimsel deneyler ya da çalışmalarda, ölçümler, sonuçların güvenilir olmasını garanti edebilmesi için uygun düzeyde titizlikte ve doğrulukta yapılmalıdır. Bilim insanları, evrensel olarak tanımlanmış standart birimler kullanan ölçüm aletlerinin, kabul edilebilir hata paylarına sahip değerler vermesini ister. Bugün neredeyse bütün ülkelerde 1960 yılında ortaya konan Uluslararası Sistemi (SI) – metrik sistemin modern formu – kullanılıyor.
Ölçme çubuğu – MÖ 2650
Nippur (günümüzde Irak'ta bir bölge)'da bulunan bakır alaşımlı bir çubuk, bilinen en eski ölçüm çubuğu ve en eski ölçüm aletlerinden biridir. Çubuğun bir ölçüm standardı olarak kullanıldığı ve MÖ 2650 civarından geldiği görülüyor. Bu garip dereceli cetvel, yaklaşık 518,5 mm olan Sümer kübitini temel alıyordu.
Kurşun ağırlık – MÖ 250
Yunan tüccarlar genelde geleneksel olarak dörtgen şekilli kurşunları standart ağırlık olarak kullanırdı. Bunlar birkaç santimetreden birkaç milimetreye dek değişti ve üzerlerine Yunan harfleri yazıldı.
Roma gönyesi – MÖ 1. yüzyıl
Tam kare bloklar oluşturmayı sağlayan Roma gönyesi Romalı inşaatçılar için önemli bir ölçüm aletiydi. Aşağıdaki örnek İtalya'daki antik Herkulaneum kentinden gelir. Gönyeyi zemine dayayarak bir çizgi çizer, sonra çevirip üstüne başka bir çizgi çizerek 90 derecelik kare yaparlardı.
Yeşim taşı ağırlığı – Tarih belirsiz
İlk Çin toplumunda yeşim taşı gibi kıymetli mineraller ağırlık standardı olarak kullanılırdı. Aşağıdaki antik yeşim taşı örneği standart bir ağırlık ölçü birimiydi.
Sirkumferentor – 1676
Hasas ölçüm aleti teodolitin icadından önce mimarlar tarafından kullanılan bir alet olan sirkumferentor açıları ve üzerinde çalışılan dikey ve yatay uzaklıkları ölçmek için kullanılırdı.
Vernier kumpası – 17. yüzyıl
1631 yılında Paul Vernier küçük ölçümleri yüksek hassasiyette yapabilmek için kayan bir ölçek icat etti. Vernier ölçeğinin ilkesi, modern emsalleri için değişmeden kullanılmaktadır.
Yaylı kantar – 18. yüzyıl
Aslen 18. yüzyılda ortaya çıkan yaylı kantar uygulanan kuvvetle yani ağırlıkla orantılı olarak sıkışan bir yayla çalışıyordu. Kadran, kütle (örneğin kilogram) ya da kuvvet (Newton) biriminde ayarlanabiliyordu.
Kılıflı tartı – 18. yüzyıl
18. yüzyılda denge kalası tıpta ve bilimde kullanılmaktaydı fakat kılıflı tartı denilen ufak taşınabilir teraziler madeni paraları ölçmek için de kullanılıyordu.
Tartı – 18. yüzyıl
Bugüne dek kullanılan ilk terazi 18. yüzyılda ortaya çıktı. Bilinmeyen bir ağırlığın, bilinen ağırlıklar tarafından denge noktasına ulaşıncaya kadar dengelenmesi mantığını temel aldı.
Mikrometre – 18. yüzyıl
18. yüzyılda icat edilen ilk mikrometreler hassas mühendislik dönemini başlattı; bu ayarlanabilen vida benzeri aygıtlar küçük uzunlukların hassas ölçümünü olanaklı kılıyordu. Ölçüm, vidanın ölçü cihazına dokunduğu yerden alındı. Watt'ın mikrometre cihazı 1776'ya aittir ve muhtemelen yapılan ilk vidalı mikrometredir.
Standart ağırlıklar – 19. yüzyıl
Geçmişte birçok ülke standart ağırlık birimi olarak pound'ı kullanırken 19. yüzyıldan sonra ülkeler pound yerine kilogram birimine geçti.
Yarı dairesel pirinç teodolit – 19. yüzyıl
Bir teodolit dikey ve yatay açıları ölçmek için kullanılır ve mimarlar için önemli bir alettir. Aletin teleskobu uzaktaki bir nesneye odaklanır ve konumu dikey ve yatay ölçeklere göre tanımlanır.
Ölçme zinciri – 19. yüzyıl
Arazi ölçümcüleri, Edmund Gunter tarafından 1600 civarında icat edilen ölçme zincirini kullandılar. Ölçme zincirinde zincirler birbirlerine sabit uzunluklarla bağlıdır. Bir Gunter zincirinde iki halka ile birbirine bağlanan 100 bakla bulunur ve zincir 20 metre uzunluğundadır. Her bakla 201 mm uzunluğundadır.
İç içe konulan fincanlar – 19. yüzyıl
Mekanik terazilerde dengeleme ağırlığı olarak kullanılan fincan benzeri standart ağırlıklar çoklu bir şekilde iç içe geçebilmektedir.
Lazer uzaklık ölçer – 21. yüzyıl
Bu alet uzaktaki bir nesneye bir lazer ışını fırlatır ve ışının cisimden yansıyarak geri dönme zamanını ölçer. 14 yıl önce Leica Geosystems ilk lazerli mesafe ölçer olan Leica DISTO'yu icat etti ve ölçüm cihazlarında devrim yarattı.
Lazer su terazisi – 21. yüzyıl
İnşaatlarda dikey açıları ölçmek için kullanılan bir alettir ve ölçtüğü seviye, lazer demeti boyunca uzanan düzlemin yataylığını gösterir.
Modern mikrometre – 21. yüzyıl
Bir nesnenin çevresini sarabilen çoğu modern mikrometre çok küçük mesafeleri ölçebilen bir kumpas olarak işlev görüyor. Hareketli bir vida etrafında numaralar ve en önde ölçüm çubuğu vardır.
Analitik tartı – 21. yüzyıl
En karmaşık modern dijital tartı olan analitik tartı bir gramın ufak kesirlerini ölçebilir ve oldukça duyarlı olduklarından hava hareketlerinden, tozdan ve titreşimlerden korunurlar.
Konik cam şişe – 21. yüzyıl
Konik cam kap toplam hacmin kesin olarak bilinmediği deneylerdeki kimyasal reaksiyonların gerçekleştirildiği ve elle tutulabilen bir kap olarak kullanılır.
Dereceli pipet – 21. yüzyıl
Milimetrik kesirlere bölünmüş cam pipetler sıvı hacimleri damla damla kesin olarak ölçebilir. Bir sıvı hacmini hassas şekilde ölçmek ve kaplar arasında aktarmak için kullanılır.
Ölçüm aletlerinin icadı ve tarihsel gelişimi ile ilgili sık sorunlar
Ölçüm aletleri ilk ne zaman icat edildi?
Ölçüm aletlerinin kökeni tam olarak bilinmemektedir, ancak antik çağlardan beri kullanılmaktadırlar. Örneğin Mısırlılar uzunluğu ölçmek için kübit ve kraliyet kübiti sistemini kullanırken, Babilliler zamanı ölçmek için seksajismal sistemi kullanmışlardır.
En eski ölçüm aletlerinden bazıları ne için kullanılıyordu?
En eski ölçüm aletlerinden bazıları uzunluk, zaman ve ağırlık ölçmek için kullanılmıştır. Örnekler arasında cetveller, güneş saatleri ve teraziler sayılabilir.
Bilim ve teknolojinin gelişimi ölçüm aletlerinin gelişimini nasıl etkiledi?
Bilim ve teknolojinin gelişmesi birçok yeni ölçüm aletinin icat edilmesine yol açmıştır. Örneğin elektriğin gelişimi, voltmetre ve ampermetre gibi elektrikli ölçüm aletlerinin icadına yol açmıştır. Benzer şekilde, bilgisayarların gelişimi de dijital ölçüm cihazlarının icadına yol açmıştır.