Kwalifikacja: ELM.06 - Eksploatacja i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Ile poziomów kwantyzacji oraz jaka jest rozdzielczość napięciowa przetwornika A/C użytego w urządzeniu mechatronicznym o zakresie pomiarowym 0÷10 V i dokładności 10 bitów?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Przetwornik A/C o rozdzielczości 10 bitów umożliwia przetwarzanie sygnału wejściowego na 1024 poziomy kwantyzacji, co jest wynikiem obliczenia 2^10. Każdy poziom odpowiada konkretnej wartości napięcia, a w przypadku skali pomiarowej 0÷10 V, rozdzielczość napięciowa wynosi około 9,76 mV. Oznacza to, że najmniejsza różnica napięcia, którą można rozróżnić, wynosi właśnie 9,76 mV. Taki przetwornik znajduje zastosowanie w wielu urządzeniach mechatronicznych, gdzie precyzyjny pomiar napięcia jest kluczowy, na przykład w systemach automatyki przemysłowej, czujnikach temperatury czy systemach monitorowania parametrów w czasie rzeczywistym. Zrozumienie działania przetworników A/C oraz ich parametrów, takich jak rozdzielczość i poziomy kwantyzacji, jest niezbędne dla inżynierów projektujących nowoczesne systemy, które muszą współpracować z różnorodnymi sygnałami analogowymi. W praktyce stosuje się te przetworniki w aplikacjach, gdzie wymagane jest dokładne odwzorowanie zmiennych sygnałów analogowych na wartości cyfrowe, co pozwala na dalsze przetwarzanie i analizy danych.
Odpowiedzi, które wskazują na mniejszą liczbę poziomów kwantyzacji, takie jak 512, 256 czy 2048, opierają się na nieprawidłowych założeniach dotyczących rozdzielczości przetwornika A/C. W przypadku przetwornika o 10 bitach, liczba poziomów kwantyzacji wynosi 2^10, co daje 1024. Przyjęcie innej liczby poziomów kwantyzacji wskazuje na brak zrozumienia podstawowego działania przetworników oraz ich koncepcji. Warto również zauważyć, że błędne rozważania dotyczące rozdzielczości napięciowej, które mogą prowadzić do konkluzji o 19,53 mV, 39,06 mV, czy 4,88 mV, wynikają z niepoprawnych obliczeń. Rozdzielczość napięciowa to wartość, która jest obliczana na podstawie całkowitego napięcia wejściowego podzielonego przez liczbę poziomów kwantyzacji. Jeśli zastosujemy wzór: (maksymalne napięcie - minimalne napięcie) / liczba poziomów, to dla 10 V i 1024 poziomów uzyskamy 9,76 mV. Ignorowanie tej zasady prowadzi do błędnego wniosku i zrozumienia działania przetworników. Aby skutecznie korzystać z przetworników A/C, kluczowe jest zrozumienie tych podstawowych pojęć oraz umiejętność ich zastosowania w praktyce, co jest niezbędne w projektowaniu i analizie systemów mechatronicznych.