KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2008

PYTANIE NR 24.
Element przedstawiony na rysunku to
Ilustracja przedstawia schematyczny rysunek tensometru, który jest urządzeniem używanym do pomiaru odkształceń mechanicznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Tensometr to czujnik odkształcenia, w którym zmiana naprężeń powoduje zmianę rezystancji cienkiej ścieżki/folii oporowej.
"Bimetal" jest elementem termicznym z dwóch metali, "spirala grzejna" służy do wydzielania ciepła, a "cewka indukcyjna" jest elementem o indukcyjności, typowo nawiniętym zwojującym przewodem.

Pełne wyjaśnienie:

Tensometr (najczęściej oporowy, foliowy lub drutowy) jest czujnikiem, który zamienia odkształcenie mechaniczne na zmianę rezystancji elektrycznej. W praktyce ma postać cienkiej ścieżki oporowej ułożonej w charakterystyczny "meander", przyklejanej do badanego elementu. Gdy element się rozciąga lub ściska, zmieniają się wymiary ścieżki, a wraz z nimi jej opór. Tę niewielką zmianę rezystancji zwykle mierzy się w układach mostkowych (np. mostek Wheatstone’a) i wzmacnia.

Odpowiedź "tensometr" pasuje więc do elementu, który na rysunku ma cechy czujnika rezystancyjnego przeznaczonego do pomiaru odkształceń, a nie do grzania czy wytwarzania pola magnetycznego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne:

  • "Bimetal" to element z dwóch warstw metali o różnych współczynnikach rozszerzalności. Jego typową funkcją jest reakcja na temperaturę (wygięcie pod wpływem nagrzania), np. w termostatach. Konstrukcyjnie nie jest to cienka ścieżka pomiarowa do odkształceń.
  • "Spirala grzejna" (grzałka) to element oporowy projektowany głównie do wydzielania mocy cieplnej. Może wyglądać jak zwój drutu lub spirala, ale jego celem jest grzanie, a nie precyzyjny pomiar małych zmian rezystancji wynikających z odkształcenia.
  • "Cewka indukcyjna" jest elementem o indukcyjności, zwykle z nawiniętego przewodu. Wykorzystuje zjawiska pola magnetycznego (np. w filtrach, przetwornicach, czujnikach indukcyjnych). Jej rozpoznanie opiera się na widocznych zwojach i rdzeniu, a nie na płaskiej, meandrującej ścieżce pomiarowej.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniach rozpoznajesz element na rysunku, najpierw ustal, czy pełni funkcję czujnika (pomiar) czy elementu wykonawczego (grzanie, wytwarzanie pola). To często eliminuje mylące podobieństwa kształtów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Tensometr to czujnik odkształcenia, który zamienia rozciąganie lub ściskanie materiału na zmianę rezystancji elektrycznej. Stosuje się go m.in. w wagach tensometrycznych, pomiarze siły, momentu oraz do monitorowania naprężeń konstrukcji i części maszyn.
W tensometrze cienka ścieżka oporowa zmienia swoją długość i przekrój pod wpływem odkształcenia, co zmienia jej opór. Zmiany są małe, dlatego najczęściej mierzy się je mostkiem Wheatstone’a i wzmacnia wzmacniaczem pomiarowym, aby uzyskać stabilny sygnał.
Tensometr oporowy często ma postać płaskiego elementu z meandrującą ścieżką (jak "zygzak"), wyprowadzonymi przewodami i podłożem/folią. To zwykle nie jest zwinięty drut ani element nawinięty jak cewka. Kluczowa jest funkcja pomiarowa, nie grzewcza.
Oba elementy są rezystancyjne i mogą mieć "falisty" lub spiralny przebieg przewodnika. Różnica polega na przeznaczeniu: tensometr jest zoptymalizowany do czułego pomiaru małych zmian oporu od odkształceń, a spirala grzejna do wydzielania dużej mocy cieplnej.
Bimetal to połączenie dwóch metali o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej. Przy zmianie temperatury wygina się, co wykorzystuje się np. w termostatach i wyłącznikach termicznych. Nie służy do precyzyjnego pomiaru odkształceń jak tensometr.
Tensometr jest czujnikiem rezystancyjnym (zmienia opór), a cewka indukcyjna jest elementem o indukcyjności (magazynuje energię w polu magnetycznym). Cewka zwykle ma zwoje przewodu, często na rdzeniu, natomiast tensometr jest płaski i ma ścieżkę oporową na podłożu.
Mostek Wheatstone’a stosuje się, gdy trzeba dokładnie zmierzyć bardzo małe zmiany rezystancji tensometru. Układ mostkowy pozwala przetworzyć zmianę oporu na napięcie różnicowe i ograniczyć wpływ zakłóceń. To typowe rozwiązanie w czujnikach siły i masy.
W mechatronice tensometry spotkasz w układach pomiaru siły docisku, kontroli naprężeń elementów maszyn, czujnikach momentu na wałach oraz w wagach i platformach pomiarowych. Umożliwiają sprzężenie zwrotne w automatyce, gdy ważna jest siła lub obciążenie.
Częsty błąd to kierowanie się tylko podobieństwem kształtu (np. "zygzak" = grzałka) zamiast funkcją elementu i typową budową. Drugi błąd to mylenie czujników z elementami wykonawczymi. Warto też porównać, czy widoczne są zwoje (cewka) czy płaskie ścieżki (tensometr).
Nie, tensometr jest przede wszystkim czujnikiem odkształceń/naprężeń. Temperatura może wpływać na jego wskazania (np. przez zmianę oporu materiału), dlatego w praktyce stosuje się kompensację temperaturową lub odpowiednie konfiguracje mostka. Czujniki temperatury to zwykle termistory, RTD lub termopary.
info

Około 53% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Tensometr to czujnik odkształcenia, w którym zmiana naprężeń powoduje zmianę rezystancji cienkiej ścieżki/folii oporowej."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Tensometr" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Tensometr (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Bimetal" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Bimetal (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Grzałka" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Grza%C5%82ka (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z czujników oraz aparatury pomiarowej w mechatronice (rozdziały o tensometrach)
  • Materiały dydaktyczne o mostku Wheatstone’a i czujnikach rezystancyjnych
  • Karty katalogowe tensometrów oporowych (strain gauges) producentów – część o budowie i wyglądzie

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego