Przejdź do głównej treści

Kwalifikacja: ELM.06 - Eksploatacja i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych

Zawód: Technik mechatronik

Kategorie: Układy mechatroniczne Pomiary i diagnostyka

Na podstawie fragmentu katalogu regulatora określ, który typ czujnika temperatury należy zastosować, jeżeli maksymalna wartość temperatury regulowanej przez system mechatroniczny może osiągnąć wartość 900÷950°C, a dokładność pomiaru czujnika powinna mieścić się w granicach ±6°C.

WEJŚCIA
Typ czujnikaZakres [°C]Błąd podst. [°C]Uwagi
Czujnik rezystancyjny (wg PN-EN 60751), prąd pomiarowy 0,25mA
Pt100*)-50...100± 0,8Rezystancja 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-CuNi0...250± 2,0
0...600± 3,0
0...900± 4,0
Termopara typu K (wg PN-EN 60584-1)
NiCr-NiAl0...600± 3,0
0...900± 4,0
0...1300± 6,0
Termopara typu S (wg PN-EN 60584-1)
PtRh10-Pt0...1600± 8,0
A. Termopara typu S
B. Termopara typu J
C. Termopara typu K
D. Czujnik Pt100

Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2020 (arkusz E.18-SG-20.06).

W tym zadaniu trzeba jednocześnie sprawdzić dwa warunki: zakres temperatury oraz dopuszczalny błąd pomiaru. System może osiągać 900÷950°C, więc czujnik musi pracować co najmniej do 950°C. Z katalogu widać, że termopara typu K, czyli NiCr-NiAl według PN-EN 60584-1, ma wariant zakresu 0...1300°C z błędem podstawowym ±6,0°C. To dokładnie spełnia wymaganie dokładności w granicach ±6°C i daje jeszcze sensowny zapas temperaturowy. Moim zdaniem to jest najważniejszy moment w tym pytaniu: nie wolno wybrać czujnika tylko dlatego, że dobrze mierzy do 900°C, bo instalacja może dojść do 950°C. W praktyce termopary typu K są bardzo często stosowane w piecach, suszarniach, układach grzewczych i procesach przemysłowych, gdzie temperatura jest wysoka i zmienna. Dobra praktyka branżowa mówi też, żeby nie pracować stale na granicy zakresu czujnika, bo skraca to jego żywotność i zwiększa ryzyko błędnych wskazań.
Przy doborze czujnika temperatury łatwo wpaść w pułapkę i patrzeć tylko na błąd pomiaru, a nie na pełny zakres pracy. Czujnik Pt100 jest bardzo popularny i dokładny przy niższych temperaturach, zgodny z PN-EN 60751, ale w podanym fragmencie katalogu jego zakres kończy się na 0...600°C. Dla procesu dochodzącego do 900÷950°C jest więc po prostu za słaby temperaturowo, nawet jeśli w automatyce spotyka się go bardzo często. Termopara typu J Fe-CuNi ma już znacznie wyższy zakres, bo do 900°C, i błąd ±4,0°C wygląda korzystnie. Problem jest taki, że wymaganie mówi o maksymalnej temperaturze nawet 950°C. Praca poza zakresem katalogowym nie jest dobrą praktyką, bo pomiar może być niewiarygodny, a czujnik może szybciej ulec uszkodzeniu. Termopara typu S PtRh10-Pt z kolei ma świetny zakres 0...1600°C, więc temperaturowo pasowałaby z dużym zapasem, ale jej błąd podstawowy wynosi ±8,0°C. To przekracza wymagane ±6°C. Typowy błąd myślowy polega tu na wybraniu czujnika „najbardziej wysokotemperaturowego”, zamiast dopasowanego do obu warunków naraz. W katalogach regulatorów zawsze trzeba czytać zakres i dokładność jako komplet, a nie osobno, bo w realnym układzie mechatronicznym oba parametry decydują o jakości regulacji.

Wymagane logowanie

Ocenianie trudności pytań jest dostępne tylko dla zalogowanych użytkowników. Zaloguj się, aby skorzystać z pełni możliwości platformy.

Twoja ocena pomoże innym uczniom w przygotowaniu do egzaminu, a Tobie pozwoli na dostęp do spersonalizowanych statystyk.

Zgłoś błąd w pytaniu

Rozwiń sekcję i zmień pole, którego dotyczy błąd. Wysłane zostaną tylko zmienione sekcje.

Błędna kwalifikacja
Błąd w treści pytania
Błąd w treści odpowiedzi
Błąd w obrazie
Dane kontaktowe (opcjonalnie)
Podaj email, jeśli chcesz otrzymać informację o rozpatrzeniu zgłoszenia.