KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2023 (test 2)

PYTANIE NR 6.
Na podstawie fragmentu katalogu regulatora określ, który typ czujnika temperatury należy zastosować, jeżeli maksymalna wartość temperatury regulowanej przez system mechatroniczny może osiągnąć wartość 220^240°C, a dokładność pomiaru czujnika powinna mieścić się w granicach ±1,5°C.
Ilustracja przedstawia tabelę z danymi dotyczącymi różnych typów czujników temperatury, które mogą być stosowane w systemach
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dobór czujnika musi spełniać jednocześnie zakres do co najmniej 240°C oraz dokładność nie gorszą niż ±1,5°C. Z danych katalogowych dla zakresu 0–250°C czujnik Pt100 ma błąd podstawowy ±1,3°C, więc spełnia wymaganie. Termopary J/K/S w podanych zakresach mają większe błędy (≥ ±2,0°C).

Pełne wyjaśnienie:

W doborze czujnika temperatury do systemu mechatronicznego (np. regulatora) należy zawsze sprawdzić dwa warunki jednocześnie:

  • zakres pomiarowy – musi obejmować maksymalną temperaturę procesu (tu: do 240°C),
  • błąd podstawowy / dokładność – musi być nie większy niż dopuszczalna wartość (tu: ±1,5°C).

Z tabeli katalogowej wejść pomiarowych wynika, że dla zakresu 0–250°C czujnik Pt100 ma błąd podstawowy ±1,3°C. To spełnia wymaganie ±1,5°C oraz zapewnia pokrycie temperatury 240°C (bo 240°C mieści się w 0–250°C). Dlatego odpowiedź "Czujnik Pt100" jest poprawna.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • "Termopara typu J" – mimo że dostępny jest zakres 0–250°C (czyli obejmuje 240°C), jej błąd podstawowy w tym zakresie wynosi ±2,0°C, a więc przekracza dopuszczalne ±1,5°C.
  • "Termopara typu K" – jest przeznaczona raczej do wyższych temperatur, ale w tabeli ma błąd podstawowy co najmniej ±3,0°C (dla 0–600°C), czyli również nie spełnia wymaganego poziomu dokładności.
  • "Termopara typu S" – służy do bardzo wysokich temperatur (do ok. 1600°C), ale kosztem niskiej dokładności w ujęciu błędu podstawowego; w tabeli wskazano ±8,0°C, co zdecydowanie nie mieści się w ±1,5°C.

Wskazówka egzaminacyjna: nie wybieraj czujnika "najszerszego zakresu" bez sprawdzenia błędu. W pętli regulacji do ok. 250°C często korzystniejszy jest Pt100, bo daje lepszą precyzję, a termopary wybiera się, gdy priorytetem jest bardzo wysoka temperatura, a nie dokładność rzędu 1–2°C.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dobór wykonaj według dwóch kryteriów naraz: zakres musi obejmować maksymalną temperaturę procesu, a błąd podstawowy musi być ≤ dopuszczalnej dokładności. Najpierw odrzuć czujniki bez wymaganego zakresu, a potem porównaj błędy i wybierz ten spełniający limit.
W tym obszarze temperatur Pt100 zwykle ma mniejszy błąd (lepszą dokładność) niż popularne termopary. Termopary są świetne do wysokich temperatur, ale kosztem większych tolerancji. Do precyzyjnej regulacji do ok. 250°C Pt100 bywa bardziej stabilnym wyborem.
Błąd podstawowy to deklarowana przez producenta graniczna niedokładność dla danego typu czujnika i wybranego zakresu. W praktyce mówi, o ile wskazanie może się różnić od rzeczywistej temperatury (np. ±1,3°C). Przy doborze trzeba go porównać z wymaganiem procesu.
Zakres do 600°C oznacza, że termopara może pracować w 240°C, ale to nie gwarantuje spełnienia wymaganej dokładności. Jeśli w tabeli błąd podstawowy dla tego zakresu wynosi np. ±3,0°C, to nie spełni wymagania ±1,5°C, mimo poprawnego zakresu.
Termopary J i K stosuje się często w instalacjach, gdzie liczy się szeroki zakres temperatur i odporność, a dokładność może być gorsza (piece, podgrzewacze, procesy technologiczne). Termopara S jest przeznaczona do bardzo wysokich temperatur, np. w specjalistycznych piecach, ale ma duże tolerancje.
Najczęstsze pomyłki to: wybór czujnika tylko po zakresie bez sprawdzenia błędu, mylenie "szerszego zakresu" z "lepszą dokładnością" oraz przeoczenie, że ten sam typ (np. Pt100) może mieć inną dokładność w zależności od wybranego zakresu pracy.
Nie. W praktyce (i w tabelach katalogowych regulatorów) dokładność/błąd podstawowy Pt100 może być różny dla różnych zakresów. Dlatego trzeba czytać dokładnie wiersz odpowiadający wybranemu zakresowi, a nie tylko nazwę czujnika.
Termoparę wybiera się, gdy proces ma bardzo wysokie temperatury (wykraczające poza typowe zakresy Pt100 w danym urządzeniu) albo gdy warunki środowiskowe sprzyjają termoparom. Jeśli jednak wymagania dokładności są ostre (np. ±1–2°C), Pt100 bywa korzystniejszy w niższych temperaturach.
Odczytaj w tabeli wartość "błąd podst." dla właściwego typu czujnika i właściwego zakresu. Następnie porównaj ją z limitem: musi być ≤ 1,5°C. Jeśli jest większa (np. ±2,0°C lub ±3,0°C), czujnik odpada nawet wtedy, gdy zakres obejmuje temperaturę procesu.
Bo czujnik może spełniać tylko jeden warunek: np. mieć odpowiedni zakres, ale zbyt duży błąd, albo mieć dobrą dokładność, ale zbyt mały zakres. W układzie regulacji błędny dobór pogarsza stabilność i jakość sterowania. Egzamin sprawdza umiejętność doboru zgodnie z wymaganiami procesu.
info

Statystycznie 44% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dobór czujnika musi spełniać jednocześnie zakres do co najmniej 240°C oraz dokładność nie gorszą niż ±1,5°C.

Źródła:

  • PN-EN 60751 – czujniki rezystancyjne platynowe (Pt100): charakterystyka i tolerancje (rozdziały dot. klas dokładności i zależności R(T))
  • PN-EN 60584-1 – termopary: charakterystyki i tolerancje dla typów J, K, S (rozdziały dot. tolerancji/błędów podstawowych)
  • Fragment katalogu regulatora – tabela "WEJŚCIA" z zakresem i błędem podstawowym dla Pt100 oraz termopar J/K/S (materiał ilustracyjny w treści zadania)

Materiały:

  • Karty katalogowe regulatorów temperatury i modułów wejść analogowych (sekcje: typy czujników, zakresy, dokładności)
  • PN-EN 60751 – charakterystyki i tolerancje czujników rezystancyjnych platynowych (Pt100)
  • PN-EN 60584-1 – charakterystyki termopar (typy J, K, S) i tolerancje

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego