Jaką rozdzielczość ma przetwornik A/C o 10-bitowej głębokości w sterowniku PLC, gdy zakres pomiarowy wynosi 0÷10 V?
A. 100,5 mV/bit
B. 9,8 mV/bit
C. 49,4 mV/bit
D. 1,1 mV/bit
Odpowiedź 9,8 mV/bit jest poprawna, ponieważ rozdzielczość przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C) oblicza się na podstawie wzoru, który uwzględnia zarówno zakres pomiarowy, jak i liczbę bitów przetwornika. W tym przypadku, mając zakres 0-10 V oraz 10-bitowy przetwornik, obliczamy rozdzielczość jako 10 V / (2^10), co daje wynik 9,8 mV/bit. Oznacza to, że każdy bit przetwornika reprezentuje zmianę napięcia równą 9,8 mV. W praktyce, taka rozdzielczość jest kluczowa w systemach automatyki i sterowania, gdzie precyzyjny pomiar parametrów fizycznych, takich jak temperatura, ciśnienie czy poziom wody, jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania zautomatyzowanych procesów. Użycie 10-bitowego przetwornika A/C w aplikacjach przemysłowych pozwala na uzyskanie zadowalającej precyzji przy jednoczesnej prostocie implementacji i kosztach, co czyni go popularnym wyborem w wielu standardach branżowych, takich jak IEC 61131 dla systemów PLC.
Wybrane odpowiedzi, takie jak 49,4 mV/bit, 1,1 mV/bit oraz 100,5 mV/bit, są błędne i wynikają z różnych nieporozumień dotyczących sposobu obliczania rozdzielczości przetwornika A/C. Odpowiedź 49,4 mV/bit sugeruje, że zakładano inny zakres pomiarowy, co jest nieprawidłowe, ponieważ dla 10 V i 10 bitów rozdzielczość powinna wynosić 9,8 mV/bit. Z kolei odpowiedź 1,1 mV/bit może sugerować mylne założenie o znacznie większej liczbie bitów lub innej wartości zakresu, co jest technicznie niepoprawne. Odpowiedź 100,5 mV/bit ukazuje błędne zrozumienie zasad dotyczących konwersji analogowo-cyfrowej, gdzie ignoruje się istotny wpływ liczby bitów na podział zakresu. Typowe błędy myślowe obejmują nieuwzględnienie podstawowych zasad matematyki dotyczących potęg oraz niewłaściwe rozumienie, jak zakres pomiarowy wpływa na rozdzielczość. Zrozumienie tego zagadnienia jest kluczowe, ponieważ niewłaściwa interpretacja wyników pomiarów prowadzi do błędnych decyzji w projektowaniu systemów automatyki, co może wpłynąć na całkowitą efektywność i bezpieczeństwo operacji przemysłowych.