KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 22.
Do pomiaru prędkości obrotowej wirującego elementu w sposób przedstawiony na rysunku zastosowano czujnik
Ilustracja przedstawia schematyczny rysunek techniczny, który jest związany z pomiarem prędkości obrotowej wirującego
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Czujnik indukcyjny wykrywa zmianę pola magnetycznego wywołaną przez metalowy znacznik/zęby na wirującym elemencie i generuje impulsy. Zliczając impulsy w czasie, wyznacza się prędkość obrotową bez kontaktu. Czujnik temperatury, stroboskop i ultradźwięki działają na innych zasadach.

Pełne wyjaśnienie:

Pomiar prędkości obrotowej elementu wirującego w układzie przedstawianym zwykle na schematach dydaktycznych opiera się na tym, że przy obracającym się obiekcie znajduje się czujnik, który generuje sygnał impulsowy zależny od liczby "zdarzeń" na obrót (np. zęby koła zębatego, otwory tarczy, metalowy znacznik).

Odpowiedź "indukcyjny" jest poprawna, ponieważ czujnik indukcyjny (zbliżeniowy) reaguje na obecność metalu w swoim polu i przy każdym przejściu zęba/znacznika zmienia stan wyjścia. Sterownik lub miernik może następnie:

  • zliczać impulsy w określonym czasie i przeliczyć je na częstotliwość (Hz),
  • albo mierzyć odstęp czasu między impulsami,
  • a potem przeliczyć wynik na RPM (obr/min), znając liczbę impulsów na jeden obrót.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "temperatury" – czujnik temperatury mierzy temperaturę (np. termopara, PT100), nie wytwarza typowych impulsów zależnych od przejścia zęba czy znacznika. Może pośrednio wpływać na proces, ale nie służy do bezpośredniego pomiaru obrotów w taki sposób.
  • "stroboskopowy" – stroboskop to metoda/przyrząd optyczny polegający na oświetlaniu obiektu błyskami i obserwacji "zamrożenia" ruchu. Nie jest to typowy czujnik montowany przy elemencie, który generuje sygnał impulsowy z koła zębatego.
  • "ultradźwiękowy" – czujniki ultradźwiękowe najczęściej mierzą odległość (czas przelotu fali). W pomiarze RPM są nietypowe w porównaniu z indukcyjnymi, optycznymi lub enkoderami i nie odpowiadają klasycznemu rysunkowi z elementem metalowym przechodzącym przed czujnikiem.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli widać metalowe zęby/znacznik i czujnik bezkontaktowy "patrzący" na metal, najczęściej chodzi o czujnik indukcyjny (impulsy). Jeśli widać tarczę z otworami i nadajnik-odbiornik światła, częściej będzie to czujnik optyczny/enkoder.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Czujnik indukcyjny to bezkontaktowy czujnik zbliżeniowy wykrywający obecność metalu w swoim polu. W mechatronice stosuje się go m.in. do detekcji położenia, liczenia przejść znacznika oraz generowania impulsów, które można przeliczyć na prędkość obrotową wału lub koła.
Czujnik sam nie "liczy RPM", tylko wytwarza impulsy przy każdym przejściu zęba/znacznika metalowego. Sterownik, licznik lub wejście szybkich impulsów zlicza te impulsy w czasie albo mierzy okres sygnału i przelicza wynik na obr/min, znając liczbę impulsów na obrót.
Stroboskop to metoda optyczna: obserwujesz wirujący element oświetlany błyskami i dobierasz częstotliwość tak, aby obraz wydawał się nieruchomy. To nie jest czujnik montowany przy kole zębatym generujący impulsy na wejście sterownika, więc w typowym rysunku z czujnikiem przy metalu nie pasuje.
Sygnał impulsowy oznacza, że na wyjściu pojawiają się powtarzające się zmiany stanu (impulsy), np. 0/1. Każdy impuls odpowiada przejściu znacznika. Z częstotliwości impulsów (Hz) można obliczyć prędkość obrotową, jeśli wiadomo, ile impulsów przypada na jeden obrót.
Najczęstsze błędy to mylenie metody z czujnikiem (stroboskop vs czujnik), wybór "ultradźwiękowego", bo jest bezkontaktowy, oraz ignorowanie tego, że czujnik indukcyjny wymaga metalu. Warto szukać na rysunku zębów/znacznika i toru generowania impulsów.
Nie wprost. Czujnik temperatury mierzy temperaturę (np. uzwojeń, łożysk, obudowy). Można na podstawie temperatury pośrednio wnioskować o przeciążeniu, ale to nie jest pomiar obrotów. Do RPM stosuje się czujniki generujące impulsy (indukcyjne, optyczne, enkodery) lub metody optyczne.
Najpierw ustal liczbę impulsów na jeden obrót (np. liczba zębów). Następnie: RPM = (Hz / impulsy_na_obrót) × 60. Typowy błąd to pominięcie mnożenia przez 60 albo założenie, że 1 impuls zawsze oznacza 1 obrót, co bywa nieprawdą.
W praktyce spotyka się m.in. enkodery inkrementalne, czujniki Halla, czujniki optyczne (bariera + tarcza), a także tachoprądnice. Wybór zależy od wymaganej dokładności, środowiska pracy i sposobu montażu. Indukcyjne są popularne w warunkach przemysłowych i przy elementach metalowych.
Czujnik ultradźwiękowy jest dobry głównie do pomiaru odległości i detekcji obiektów (np. poziom, pozycja, obecność), zwłaszcza gdy obiekt nie jest metalowy. Do pomiaru prędkości obrotowej wałów częściej wybiera się rozwiązania impulsowe (indukcyjne/optyczne/enkodery).
Zwykle widać czujnik ustawiony bardzo blisko metalowego elementu (zęby, znacznik ferromagnetyczny) oraz sygnał wyjściowy prowadzony do licznika/sterownika. Brak elementów optycznych (dioda/fototranzystor) i brak układu błyskowego sugeruje, że nie jest to metoda stroboskopowa, tylko czujnik indukcyjny.
info

Statystycznie 65% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że czujnik indukcyjny wykrywa zmianę pola magnetycznego wywołaną przez metalowy znacznik/zęby na wirującym elemencie i generuje impulsy.

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z metrologii i czujników w mechatronice (działy: czujniki zbliżeniowe, pomiar prędkości)
  • Dokumentacje katalogowe czujników indukcyjnych (opis zasady działania, sygnały wyjściowe PNP/NPN, częstotliwość przełączania)
  • Notatki z automatyki: przetwarzanie sygnałów impulsowych na prędkość (Hz → RPM)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego