Kwalifikacja: ELM.06 - Eksploatacja i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Co najmniej ilu bitowy przetwornik A/C należy zastosować w układzie, by dla zakresu pomiarowego
0 mA ÷ 20 mA zapewnić rozdzielczość w zaokrągleniu równą 0,01 mA?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby zapewnić rozdzielczość równą 0,01 mA w zakresie pomiarowym od 0 mA do 20 mA, niezbędne jest zastosowanie przetwornika A/C, który potrafi obsłużyć co najmniej 2000 poziomów kwantyzacji. Przetwornik 11-bitowy, oferujący 2048 poziomów kwantyzacji, spełnia to wymaganie, ponieważ umożliwia osiągnięcie pożądanej dokładności. W praktyce oznacza to, że dla każdego odczytu prądu możemy precyzyjnie określić wartości w odstępach 0,01 mA, co jest kluczowe w wielu zastosowaniach, np. w automatyce przemysłowej, gdzie precyzyjne pomiary są niezbędne do zapewnienia wydajności i bezpieczeństwa systemów. Warto pamiętać, że stosowanie przetworników o wyższej rozdzielczości przyczynia się do lepszego monitorowania procesów oraz minimalizowania ryzyka wystąpienia błędów pomiarowych. W branży zaleca się wybór urządzeń z nadmiarem rozdzielczości, co pozwala na większą elastyczność w przyszłych aplikacjach oraz lepsze dopasowanie do zmieniających się wymagań.
Przy wyborze przetwornika A/C do pomiaru prądu w zakresie od 0 mA do 20 mA, istotne jest zrozumienie pojęcia rozdzielczości i poziomów kwantyzacji. Odpowiedzi, które sugerują zastosowanie przetwornika 12-bitowego, 10-bitowego lub 16-bitowego, mogą być mylące, gdyż nie uwzględniają one rzeczywistego zapotrzebowania na dokładność pomiaru. Przetwornik 12-bitowy oferuje 4096 poziomów kwantyzacji, co jest zbędne w tym przypadku i może prowadzić do nieoptymalnego wykorzystania zasobów. W przypadku 10-bitowego przetwornika, który dysponuje jedynie 1024 poziomami, nie osiągniemy wymaganej rozdzielczości, gdyż 0,01 mA będzie przekraczało możliwości urządzenia. Zastosowanie 16-bitowego przetwornika, mimo że zapewnia teoretycznie najwyższą dokładność z 65536 poziomami, jest w praktyce przesadą, zwiększając koszty i złożoność systemu bez realnych korzyści w przypadku pomiarów w tym zakresie. Właściwe podejście do wyboru przetwornika powinno uwzględniać zarówno wymagana rozdzielczość, jak i ekonomię oraz efektywność systemu w kontekście rzeczywistych zastosowań. Zbyt duża rozdzielczość nie tylko nie przynosi dodatkowych korzyści, ale może także wprowadzać dodatkowe problemy, takie jak nadmierna ilość danych do przetworzenia czy trudności w dalszej obróbce sygnałów.