Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM1 - STYCZEŃ 2022



PYTANIE NR 12.
Napięcie wyjściowe przetwornika ciśnienia, przy liniowej charakterystyce przetwarzania, przyjmuje wartość z przedziału 0 ÷ 10 V dla ciśnienia z przedziału 0 ÷ 600 kPa. Jaka będzie wartość napięcia wyjściowego dla wartości ciśnienia 450 kPa?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Charakterystyka liniowa oznacza proporcję: 600 kPa odpowiada 10 V, więc 450 kPa to 450/600 = 0,75 zakresu. Napięcie wyjściowe wynosi 0,75 · 10 V = 7,5 V. Wynik jest spójny, bo leży w przedziale 0–10 V.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik ma liniową charakterystykę, czyli napięcie rośnie proporcjonalnie do mierzonego ciśnienia. Podane są dwa punkty skali:

  • 0 kPa → 0 V
  • 600 kPa → 10 V

W takiej sytuacji stosuje się skalowanie (proporcję):

U = (p / pmax) · Umax

Dla p = 450 kPa, pmax = 600 kPa oraz Umax = 10 V:

1) Oblicz część zakresu: 450/600 = 0,75 (czyli 75% skali).
2) Przelicz na napięcie: 0,75 · 10 V = 7,5 V.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 4,5 V to typowy skutek "przesunięcia przecinka" (450 → 4,5) bez uwzględnienia, że skala ciśnienia nie jest 0–1000 kPa, tylko 0–600 kPa.
  • 3,0 V odpowiadałoby 30% zakresu, czyli ciśnieniu około 180 kPa (0,3 · 600 kPa), a nie 450 kPa.
  • 10,0 V to napięcie dla końca zakresu (600 kPa). Dla 450 kPa, czyli 75% skali, wynik musi być wyraźnie mniejszy niż 10 V.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź "zdrowy rozsądek" wyniku: 450 kPa to 3/4 z 600 kPa, więc napięcie też powinno być 3/4 z 10 V.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć napięcie 0–10 V z ciśnienia w skali 0–600 kPa?
Użyj proporcji skali: najpierw policz udział ciśnienia w zakresie p/pmax, a potem pomnóż przez napięcie maksymalne Umax. Dla 0–600 kPa i 0–10 V wzór to: U = (p/600)·10. Wynik zawsze powinien mieścić się w 0–10 V.
Dlaczego w zadaniu zakłada się liniową charakterystykę przetwornika?
Liniowa charakterystyka oznacza, że zmiana wielkości mierzonej powoduje proporcjonalną zmianę sygnału wyjściowego. Dzięki temu do przeliczeń wystarcza prosta proporcja lub interpolacja liniowa. W automatyce to częsty model dla torów analogowych, gdy nie uwzględnia się nieliniowości i błędów.
Co oznacza zakres sygnału 0–10 V w automatyce przemysłowej?
Zakres 0–10 V to standardowy analogowy sygnał napięciowy używany do przesyłania informacji z czujnika do sterownika, regulatora lub rejestratora. 0 V odpowiada zwykle dolnej granicy pomiaru, a 10 V górnej. W praktyce sygnał jest potem skalowany w PLC na jednostki inżynierskie.
Jakie są najczęstsze błędy przy przeliczaniu 0–10 V na jednostki inżynierskie?
Typowe błędy to: pomylenie zakresu (np. przyjęcie 0–1000 zamiast 0–600), nieuwzględnienie offsetu (częste przy 4–20 mA), błędne zaokrąglenia oraz brak kontroli wyniku. Warto sprawdzić procent skali: jeśli wielkość to 75% zakresu, sygnał też powinien być ok. 75%.
Czy wynik 7,5 V można szybko oszacować bez liczenia na kalkulatorze?
Tak. 450 kPa to 3/4 z 600 kPa, więc napięcie to 3/4 z 10 V. A 3/4 z 10 V to 7,5 V. Takie podejście (myślenie procentami lub ułamkami skali) jest bardzo pomocne na egzaminie, bo pozwala szybko wykryć nielogiczne odpowiedzi.
Kiedy zamiast 0–10 V spotyka się sygnał 4–20 mA?
Sygnał 4–20 mA często stosuje się w przemyśle, gdy ważna jest odporność na zakłócenia i diagnostyka przerwy w obwodzie (0 mA może oznaczać awarię). Wtedy przeliczenie obejmuje offset 4 mA, czyli nie zaczyna się od zera. W zadaniach trzeba zwrócić uwagę, czy występuje offset czy skala startuje od 0.
Jak sprawdzić, czy odpowiedź mieści się w zakresie przetwornika?
Najpierw upewnij się, że obliczone napięcie jest w granicach 0–10 V. Następnie porównaj, jaki procent zakresu stanowi wielkość mierzona: np. 450/600 = 75%, więc napięcie powinno być około 75% z 10 V. Taka kontrola sensowności pozwala wychwycić pomyłki rachunkowe.
Dlaczego odpowiedź 10,0 V nie pasuje dla 450 kPa?
10,0 V odpowiada górnej granicy skali, czyli 600 kPa. Ciśnienie 450 kPa jest niższe (to 75% zakresu), więc sygnał wyjściowy też musi być proporcjonalnie niższy niż 10 V. Wybranie 10 V sugeruje pomylenie wartości 450 kPa z końcem zakresu lub zignorowanie liniowości.
Jak w PLC wykonuje się skalowanie sygnału analogowego 0–10 V?
W PLC najpierw odczytuje się wartość z wejścia analogowego (często jako liczba surowa), a potem przelicza na jednostki procesu według proporcji i ustawionej skali. Typowo używa się bloków funkcjonalnych do "skalowania" i "normalizacji". Kluczowe jest poprawne ustawienie wartości min/max oraz ewentualnych filtrów.
Jakie pytania egzaminacyjne są podobne do przeliczeń z przetwornika ciśnienia?
Bardzo podobne są zadania o przetwornikach temperatury, poziomu, przepływu oraz pozycjonerach zaworów, gdzie sygnał 0–10 V lub 4–20 mA odpowiada zakresowi w jednostkach procesu. Różni się tylko zakres i czasem offset. Metoda rozwiązania zwykle pozostaje ta sama: proporcja i kontrola wyniku.
info

Około 60% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Charakterystyka liniowa oznacza proporcję: 600 kPa odpowiada 10 V, więc 450 kPa to 450/600 = 0,75 zakresu."

Źródła:

  • Khan Academy (PL) – "Proporcje" (materiał o proporcjonalności), https://pl.khanacademy.org/math/arithmetic/arith-review-ratios-proportions (dostęp: 2026-03-02)
  • Khan Academy – "Linear equations / linear relationships" (podstawy zależności liniowej), https://www.khanacademy.org/math/algebra/x2f8bb11595b61c86:linear-equations-inequalities (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL) – "Interpolacja liniowa" (opis metody przeliczeń liniowych), https://pl.wikipedia.org/wiki/Interpolacja_liniowa (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne o sygnałach analogowych 0–10 V i ich skalowaniu w PLC
  • Podręczniki z podstaw metrologii i aparatury kontrolno-pomiarowej (zagadnienia: charakterystyka przetwarzania, liniowość)
  • Ćwiczenia z obliczeń proporcji i interpolacji liniowej dla zakresów pomiarowych
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego