KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 32.
Który z wymienionych czujników pomiarowych należy zastosować w celu pomiaru wartości ciśnienia w zbiorniku sprężonego powietrza i przesłania informacji do sterownika PLC wyposażonego w wejścia analogowe?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Czujnik piezorezystancyjny jest typowym przetwornikiem ciśnienia: zmiana ciśnienia powoduje zmianę rezystancji elementu pomiarowego, a elektronika generuje sygnał analogowy dla wejść PLC. Termoelektryczny mierzy temperaturę, ultradźwiękowy częściej odległość/poziom, a manometryczny zwykle tylko wskazuje wartość.

Pełne wyjaśnienie:

W pytaniu kluczowe są dwa warunki: (1) mierzona wielkość to ciśnienie w zbiorniku sprężonego powietrza oraz (2) informacja ma zostać przesłana do sterownika PLC na wejście analogowe. W praktyce oznacza to potrzebę czujnika/przetwornika, który zamienia ciśnienie na standardowy sygnał analogowy (np. napięciowy lub prądowy) możliwy do wczytania przez moduł analogowy PLC.

Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia spełnia te wymagania: wykorzystuje zjawisko piezorezystancyjne (zmiana rezystancji elementu pod wpływem odkształcenia wywołanego ciśnieniem). W typowych rozwiązaniach przemysłowych jest to pełny przetwornik: ma element pomiarowy, układ kondycjonowania oraz wyjście analogowe, dzięki czemu PLC może odczytać wartość ciśnienia i ją przeskalować do jednostek inżynierskich.

  • Termoelektryczny – odnosi się do zjawisk termoelektrycznych (np. termopary) i służy do pomiaru temperatury, więc nie odpowiada na potrzebę pomiaru ciśnienia.
  • Ultradźwiękowy – w automatyce jest powszechny w pomiarze odległości lub poziomu (czas przelotu fali), a nie jako podstawowy czujnik ciśnienia w zbiorniku pneumatycznym. Nawet jeśli istnieją specjalne metody akustyczne, nie są standardowym wyborem dla wejścia analogowego PLC w typowej pneumatyce.
  • Manometryczny – "manometr" kojarzy się z przyrządem wskazówkowym do lokalnego odczytu. Taki przyrząd nie musi mieć wyjścia analogowego do PLC, dlatego nie spełnia wprost warunku przesłania sygnału do wejścia analogowego.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się PLC z wejściami analogowymi, szukaj odpowiedzi wskazującej na przetwornik z wyjściem analogowym, a nie tylko metodę pomiaru lub przyrząd do odczytu miejscowego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Czujnik piezorezystancyjny wykorzystuje zmianę rezystancji elementu pomiarowego pod wpływem odkształcenia wywołanego ciśnieniem. W praktyce jest to przetwornik, który zamienia ciśnienie na sygnał elektryczny, często w standardzie analogowym do sterownika PLC.
Wejścia analogowe PLC zwykle przyjmują sygnał napięciowy lub prądowy. W zastosowaniach przemysłowych często spotyka się wyjścia prądowe i napięciowe; kluczowe jest, aby typ wyjścia czujnika był zgodny z modułem wejść analogowych i poprawnie przeskalowany w programie PLC.
Czujnik termoelektryczny odnosi się do pomiaru temperatury (np. termopara). Reaguje na różnicę temperatur, a nie na zmianę ciśnienia. Nawet jeśli elektronika daje sygnał analogowy, mierzona wielkość byłaby inna niż wymagana w zadaniu.
W typowej automatyce czujniki ultradźwiękowe służą do pomiaru odległości lub poziomu (czas przelotu fali). Do pomiaru ciśnienia w pneumatyce standardowo stosuje się dedykowane przetworniki ciśnienia, np. piezorezystancyjne, które łatwo współpracują z wejściami analogowymi PLC.
To wskazówka, że potrzebny jest czujnik z wyjściem elektrycznym, najlepiej w standardzie obsługiwanym przez PLC (tu: wejście analogowe). Sam przyrząd wskazówkowy do lokalnego odczytu nie spełnia tego warunku, jeśli nie ma przetwornika sygnału.
Manometr to najczęściej przyrząd do miejscowego wskazania wartości ciśnienia (odczyt "na tarczy"). Czujnik/przetwornik ciśnienia do PLC ma wyjście sygnałowe (analogowe lub cyfrowe), dzięki czemu sterownik może rejestrować, porównywać progi, alarmować i sterować procesem.
Typowe błędy to: wybór metody pomiaru nie tej wielkości (np. temperatura zamiast ciśnienia), pomylenie czujnika z przyrządem wskazującym oraz nieuwzględnienie rodzaju wejścia PLC (analogowe vs cyfrowe). Warto zawsze sprawdzić: mierzona wielkość, zakres i typ sygnału.
Gdy chcesz automatycznie sterować sprężarką, wykrywać spadki ciśnienia (nieszczelności), realizować alarmy minimalnego/maksymalnego ciśnienia lub prowadzić rejestrację trendów. PLC potrzebuje wtedy ciągłej informacji z czujnika, najlepiej w postaci sygnału analogowego.
Porównaj typ wyjścia czujnika z parametrami modułu wejść analogowych PLC (rodzaj sygnału i zakres). Następnie w PLC ustaw właściwy typ wejścia i wykonaj skalowanie, aby przeliczyć sygnał elektryczny na jednostki ciśnienia. W praktyce sprawdza się też zasilanie i sposób podłączenia.
Ucz się mapowania: wielkość fizyczna → typ czujnika oraz typ wyjścia → typ wejścia PLC. Przećwicz przykłady: ciśnienie, temperatura, poziom, pozycja. Zwracaj uwagę na słowa-klucze w treści, np. "wejście analogowe", bo zawężają wybór do przetworników sygnału.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Czujnik piezorezystancyjny jest typowym przetwornikiem ciśnienia: zmiana ciśnienia powoduje zmianę rezystancji elementu pomiarowego, a elektronika generuje sygnał analogowy dla wejść PLC."

Źródła:

  • Wikipedia (pl): "Czujnik ciśnienia" (opis zastosowań i rodzajów czujników ciśnienia) https://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_ci%C5%9Bnienia - dostęp 2026-02-18
  • Wikipedia (en): "Piezoresistive effect" (opis zjawiska piezorezystancyjnego wykorzystywanego w czujnikach) https://en.wikipedia.org/wiki/Piezoresistive_effect - dostęp 2026-02-18
  • OMEGA Engineering: "Pressure Transducers / Pressure Sensors – overview (piezoresistive/strain gauge types)" https://www.omega.com/en-us/resources/pressure-transducers - dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Podstawy metrologii i czujników w automatyce przemysłowej (skrypt/rozdział o czujnikach ciśnienia)
  • Materiały producentów czujników ciśnienia (zasada działania, typowe wyjścia analogowe)
  • Podręcznik do PLC: rozdział o wejściach analogowych i skalowaniu sygnałów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego