KWALIFIKACJA ELM4 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 2.
Do pomiaru prędkości obrotowej metalowej tarczy przedstawionej na rysunku zastosowano czujnik
Ilustracja przedstawia metalową tarczę zębatą oraz czujnik, który jest używany do pomiaru prędkości obrotowej tej tarczy.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Czujnik indukcyjny służy do bezkontaktowej detekcji obiektów metalowych dzięki zjawiskom elektromagnetycznym. Gdy metalowa tarcza obraca się przed czołem czujnika, generowane są impulsy, których częstotliwość można przeliczyć na prędkość obrotową. Pozostałe propozycje nie są typowym wyborem do takiej detekcji metalu.

Pełne wyjaśnienie:

W pomiarze prędkości obrotowej często wykorzystuje się metodę impulsową: element wirujący (np. tarcza z zębami, otworami lub znacznikami) powoduje okresowe pojawianie się i zanikanie "znacznika" przed czujnikiem, a układ pomiarowy zlicza impulsy w czasie lub mierzy ich częstotliwość.

Odpowiedź "indukcyjny" pasuje do warunku, że mierzony obiekt jest metalowy. Czujnik indukcyjny działa bezkontaktowo i wykrywa metal dzięki polu elektromagnetycznemu oraz prądom wirowym w metalu. Obrót tarczy powoduje cykliczną zmianę warunków detekcji, co daje sygnał impulsowy wygodny do podania na wejście licznika (np. w sterowniku PLC) i wyznaczenia prędkości obrotowej.

Odpowiedź "rezystancyjny" jest nieadekwatna, bo czujniki rezystancyjne (w sensie elementów oporowych, np. potencjometrów) są najczęściej stosowane do pomiaru położenia/przemieszczenia i zwykle wymagają sprzężenia mechanicznego lub innej konfiguracji niż bezkontaktowa detekcja metalowej tarczy do zliczania obrotów.

Odpowiedź "stroboskopowy" dotyczy metody optycznej polegającej na "zamrażaniu" obrazu przez błyski o regulowanej częstotliwości. Może służyć do oceny obrotów, ale jest to inna metoda (pomiar optyczny), zwykle nieopisana tu jako zastosowany czujnik do detekcji metalowej tarczy w typowym układzie automatyki z sygnałem impulsowym.

Odpowiedź "ultradźwiękowy" jest typowa do pomiaru odległości/obecności obiektów różnego typu, ale w praktyce pomiar obrotów tarczy metalowej realizuje się prościej i pewniej czujnikiem indukcyjnym (jeżeli kluczowe jest wykrycie metalu), a ultradźwięki mogą być wrażliwe na geometrię, kąt, turbulencje i warunki środowiskowe.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści/rysunku wyraźnie podkreślono, że element jest metalowy i chodzi o detekcję jego przejść przed czujnikiem, najczęstszym wyborem jest czujnik indukcyjny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Czujnik indukcyjny to bezkontaktowy czujnik zbliżeniowy do wykrywania metalu. Działa na zasadzie pola elektromagnetycznego i prądów wirowych w obiekcie. W automatyce używa się go m.in. do detekcji elementów stalowych, zębów kół, tarcz impulsowych i do generowania sygnału do zliczania.
Czujnik ustawiony przy obracającej się tarczy generuje impuls przy każdym "znaczniku" (np. ząb, otwór, wypust metalowy). Sterownik zlicza impulsy w jednostce czasu lub mierzy częstotliwość. Znając liczbę impulsów na obrót, można przeliczyć wynik na obr/min lub rad/s.
Stroboskop służy głównie do wizualnej oceny obrotów (dobiera się częstotliwość błysków, aż obraz "staje"). W układach PLC zwykle potrzebny jest stabilny sygnał elektryczny impulsowy do zliczania lub regulacji, a to prościej zapewnia czujnik indukcyjny, optyczny lub enkoder.
Może być użyty w specjalnych aplikacjach, ale nie jest najczęstszym rozwiązaniem do obrotów tarczy metalowej. Ultradźwięki mierzą głównie odległość/obecność i bywają wrażliwe na geometrię, kąt odbicia oraz warunki powietrza. Do metalu w ruchu obrotowym typowo wybiera się czujnik indukcyjny lub enkoder.
To silna wskazówka do doboru technologii detekcji. Jeśli trzeba wykryć obecność/przejścia elementu metalowego bez kontaktu, najczęściej stosuje się czujniki indukcyjne. Gdy element jest niemetalowy, częściej wybiera się optyczne, pojemnościowe lub ultradźwiękowe (zależnie od warunków).
Najczęściej spotkasz wyjścia binarne tranzystorowe (PNP/NPN) albo wersje dwuprzewodowe AC/DC. Do pomiaru obrotów ważne jest, aby wyjście dawało wyraźne impulsy oraz aby sterownik miał odpowiednie wejście (czasem wejście szybkie/HSC), które nadąży za częstotliwością.
Czujnik rezystancyjny zwykle zmienia opór w funkcji położenia/odkształcenia (często wymaga kontaktu lub elementu mechanicznego). Czujnik indukcyjny wykrywa metal bezkontaktowo. W pytaniach o tarczę i obroty zazwyczaj chodzi o generowanie impulsów bez dotykania elementu, czyli o indukcję.
Enkoder wybiera się, gdy potrzebna jest większa dokładność, informacja o kierunku, pozycjonowanie albo dużo impulsów na obrót (wysoka rozdzielczość). Czujnik indukcyjny bywa wystarczający do prostego pomiaru prędkości lub kontroli obecności obrotu, ale enkoder daje pełniejsze dane o ruchu.
Typowe pomyłki to wybór technologii "na skojarzenie" (np. stroboskop, bo kojarzy się z obrotami) oraz pominięcie materiału obiektu. Częsty błąd to też nieuwzględnienie wymaganej częstotliwości przełączeń i dobranie czujnika, którego sygnału sterownik nie zliczy poprawnie.
Należy porównać wymaganą odległość montażu z zasięgiem detekcji w karcie katalogowej oraz uwzględnić materiał (stal, aluminium) i rozmiar obiektu. W praktyce zostawia się zapas, dobiera właściwy typ (ekranowany/nieekranowany) i testuje stabilność sygnału przy realnej prędkości obrotowej.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 55% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że czujnik indukcyjny służy do bezkontaktowej detekcji obiektów metalowych dzięki zjawiskom elektromagnetycznym.

Źródła:

  • ifm electronic – "Inductive sensors: functional principle" (strona informacyjna), https://www.ifm.com/pl/pl/shared/technologies/inductive-sensors (dostęp: 2026-02-27)
  • Balluff – "Inductive Sensors / Inductive Proximity Switches" (podstawy i opis działania), https://www.balluff.com/en-us/products/areas/A0001/products/inductive-sensors (dostęp: 2026-02-27)
  • KEYENCE – "Inductive Proximity Sensors" (opis zasady działania i zastosowań), https://www.keyence.com/products/sensor/proximity/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Karty katalogowe i noty aplikacyjne czujników indukcyjnych (zasada działania, zasięg, wyjścia)
  • Podręczniki z podstaw techniki czujnikowej w automatyce przemysłowej
  • Instrukcje PLC dotyczące wejść szybkich/liczników (HSC) i pomiaru częstotliwości

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego