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.
| WEJŚCIA | |||
|---|---|---|---|
| Typ czujnika | Zakres [°C] | Błąd podst. [°C] | Uwagi |
| Czujnik rezystancyjny (wg PN-EN 60751), prąd pomiarowy 0,25mA | |||
| Pt100*) | -50...100 | ± 0,8 | Rezystancja linii czujnika < 10 Ω; należy połączyć przewodami o tym samym przekroju i długości |
| 0...250 | ± 1,3 | ||
| 0...600 | ± 3,0 | ||
| Termopara typu J (wg PN-EN 60584-1) | |||
| Fe-CuNi | 0...250 | ± 2,0 | |
| 0...600 | ± 3,0 | ||
| 0...900 | ± 4,0 | ||
| Termopara typu K (wg PN-EN 60584-1) | |||
| NiCr-NiAl | 0...600 | ± 3,0 | |
| 0...900 | ± 4,0 | ||
| 0...1300 | ± 6,0 | ||
| Termopara typu S (wg PN-EN 60584-1) | |||
| PtRh10-Pt | 0...1600 | ± 8,0 | |
A. Czujnik Pt100
B. Termopara typu S
C. Termopara typu K
D. Termopara typu J
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2023 (arkusz EE.21-SG-23.01).
Czujnik Pt100 jest idealnym rozwiązaniem w sytuacji, gdy regulowana temperatura ma osiągnąć wartości w przedziale 220℃ do 240℃, a wymagana dokładność pomiaru wynosi ±1,5℃. Czujniki Pt100, będące rezystancyjnymi czujnikami temperatury wykonanymi z platyny, charakteryzują się wysoką dokładnością oraz stabilnością pomiaru w szerokim zakresie temperatur. Dodatkowo, mają one doskonałe właściwości metrologiczne, co czyni je powszechnie stosowanymi w różnych zastosowaniach przemysłowych, takich jak przemysł chemiczny, petrochemiczny, czy w systemach HVAC. Zgodnie z normą IEC 60751, czujniki Pt100 zapewniają dużą precyzję, co jest kluczowe w aplikacjach wymagających dokładnych pomiarów temperatury. W przeciwieństwie do innych typów czujników, takich jak termopary, czujniki Pt100 oferują większą stabilność oraz mniejsze błędy systematyczne, co jest istotne w sytuacjach, gdzie precyzyjna kontrola temperatury jest niezbędna.
Wybór niewłaściwego czujnika temperatury może prowadzić do poważnych problemów w systemach mechatronicznych. Na przykład, termopara typu J, która działa w temperaturach do 750℃, nie zapewnia wystarczającej dokładności w wymaganym zakresie. Jej charakterystyka wskazuje na stosunkowo dużą niepewność pomiarową, co w zastosowaniach wymagających precyzyjnej regulacji może prowadzić do dużych błędów. Z kolei czujnik Pt100 jest zaprojektowany z myślą o wysokiej dokładności, co sprawia, że jest odpowiedni w tej sytuacji. Termopara typu K, chociaż również popularna, ma ograniczenia w zakresie dokładności pomiarów w temperaturach bliskich 200℃, co można uznać za niewystarczające w kontekście podanej specyfikacji. Termopara typu S, wykonana z drogich materiałów, jest używana w ekstremalnych warunkach, jednak jej zastosowanie w obszarze o temperaturze do 240℃ może być przesadzone i kosztowne dla systemu mechatronicznego. Wybór czujnika powinien być zawsze oparty na analizie wymagań dotyczących temperatury, dokładności oraz kosztów eksploatacyjnych, a nie jedynie na ogólnych właściwościach poszczególnych typów czujników. Zrozumienie tych aspektów jest kluczowe dla zapewnienia efektywności i niezawodności systemów pomiarowych.