KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 32.
Napięcie wyjściowe przetwornika ciśnienia przyjmuje wartość z przedziału od 0 V do 10 V dla ciśnienia z przedziału 0 kPa … 600 kPa. Jaka będzie wartość napięcia wyjściowego, przy liniowej charakterystyce przetwornika, dla ciśnienia równego 450 kPa?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Charakterystyka liniowa oznacza proporcję: 0–10 V odpowiada 0–600 kPa. Dla 450 kPa udział skali wynosi 450/600 = 0,75, więc napięcie wyjściowe to 0,75 · 10 V = 7,5 V. Pozostałe odpowiedzi nie odpowiadają temu przeliczeniu.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik ma liniową charakterystykę w całym zakresie, czyli napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do ciśnienia.

Zakresy są podane wprost:

  • 0 kPa → 0 V
  • 600 kPa → 10 V

Dla ciśnienia 450 kPa najpierw obliczamy, jaką część pełnej skali stanowi ta wartość:

Udział skali = 450 / 600 = 0,75 (czyli 75%).

Następnie przeliczamy tę część skali na napięcie w zakresie 0–10 V:

U = 0,75 · 10 V = 7,5 V.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 4,5 V – to typowy błąd "przesunięcia przecinka" (450 → 4,5), bez odniesienia do zakresu 0–600 kPa i do 10 V.
  • 3,0 V – odpowiadałoby 30% pełnej skali, czyli ok. 180 kPa, a nie 450 kPa.
  • 10,0 V – to wartość dla górnej granicy 600 kPa. Ponieważ 450 kPa jest poniżej maksimum, napięcie musi być mniejsze niż 10 V.

W praktyce takie obliczenia stosuje się m.in. przy konfiguracji skalowania wejść analogowych (0–10 V) w sterownikach oraz przy szybkim sprawdzeniu, czy tor pomiarowy działa poprawnie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stosuje się proporcję: najpierw liczysz udział wartości w pełnej skali (np. 450/600), a potem mnożysz przez zakres napięcia (np. 10 V). Dla 450 kPa: 450/600 = 0,75, więc U = 0,75·10 V = 7,5 V.
Liniowość upraszcza opis czujnika: każdemu przyrostowi ciśnienia odpowiada stały przyrost napięcia. W wielu przemysłowych przetwornikach w typowym zakresie pracy jest to dobre przybliżenie i pozwala łatwo skalować sygnał w automatyce.
To zakres pomiarowy (pełna skala): 0 kPa to dolna granica, 600 kPa to górna granica. W zadaniu te granice są przypisane do skrajnych napięć 0 V i 10 V, więc wszystko pośrodku oblicza się proporcjonalnie.
Odwracasz proporcję: 7,5 V to 7,5/10 = 0,75 pełnej skali. Następnie 0,75·600 kPa = 450 kPa. Takie przeliczenie jest typowe przy diagnostyce wejść analogowych w układach mechatronicznych.
Tak. 450 kPa z 600 kPa to 75% zakresu. Jeśli 10 V to 100%, to 75% z 10 V wynosi 7,5 V. Metoda procentowa jest szybka i zmniejsza ryzyko błędu rachunkowego na egzaminie.
10,0 V odpowiada górnej granicy zakresu, czyli 600 kPa. Ponieważ 450 kPa jest mniejsze od 600 kPa, wynik musi być mniejszy niż 10 V. Przy liniowości napięcie rośnie równomiernie wraz z ciśnieniem.
Najczęstsze to: pominięcie dzielenia przez pełny zakres (np. 600), mylenie "450" z "4,5", użycie różnicy 600-450 zamiast udziału 450/600 oraz niekontrolowanie, czy wynik mieści się w zakresie 0–10 V.
W automatyce przemysłowej i mechatronice 0–10 V jest popularnym sygnałem analogowym m.in. dla czujników (ciśnienia, położenia), regulatorów i zadawania wartości sterujących. Często wymaga skalowania w sterowniku lub w torze pomiarowym.
Mierzysz ciśnienie wzorcowym manometrem (lub kalibratorem) i równocześnie napięcie na wyjściu czujnika multimetrem. Następnie porównujesz wynik z wartością wyliczoną z proporcji dla zakresu (np. 0–600 kPa ↔ 0–10 V).
Nie zawsze. Jeśli zadanie podaje zakres od 0 jednostek do maksimum i od 0 V do maksimum, zwykle offset wynosi 0 i stosuje się prostą proporcję. Gdyby było np. 4–20 mA lub inny zakres niezerowy, trzeba uwzględnić przesunięcie.
info

Około 63% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Charakterystyka liniowa oznacza proporcję: 0–10 V odpowiada 0–600 kPa."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Proporcjonalność prosta" https://pl.wikipedia.org/wiki/Proporcjonalno%C5%9B%C4%87_prosta - dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Podręcznik/notes z metrologii i czujników: charakterystyki przetworników, zakresy 0–10 V
  • Zadania z proporcji i interpolacji liniowej (skalowanie sygnałów analogowych)
  • Dokumentacja wejść analogowych sterownika PLC (opis skalowania i przeliczeń)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego