KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 28.
Który czujnik wykorzystywany jest do pomiaru prędkości obrotowej wału silnika?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prądnica tachometryczna wytwarza sygnał (zwykle napięcie) proporcjonalny do prędkości kątowej wału, dlatego służy do pomiaru prędkości obrotowej w układach napędowych.
Mostek tensometryczny mierzy odkształcenie/siłę, potencjometr obrotowy położenie (kąt), a selsyn służy głównie do przenoszenia informacji o kącie.

Pełne wyjaśnienie:

Do pomiaru prędkości obrotowej wału silnika stosuje się przetworniki, których sygnał wyjściowy jest możliwie jednoznacznie związany z prędkością kątową. Klasycznym rozwiązaniem jest prądnica tachometryczna (tachoprądnica): jest to mała prądnica sprzęgnięta z wałem, która wytwarza sygnał elektryczny (najczęściej napięcie stałe lub przemienne) o wartości zależnej od prędkości obrotowej. Dzięki temu może pełnić rolę czujnika w pętli sprzężenia zwrotnego regulatora prędkości.

Pozostałe elementy nie są typowymi czujnikami prędkości:

  • Mostek tensometryczny to układ pomiarowy oparty o tensometry, używany do pomiaru odkształceń, siły, momentu lub nacisku. Sygnał mostka nie jest bezpośrednio proporcjonalny do prędkości, tylko do zmian rezystancji tensometrów wynikających z odkształcenia.
  • Potencjometr obrotowy jest przetwornikiem położenia: zamienia kąt (pozycję) na rezystancję lub napięcie z dzielnika. Nie daje informacji o prędkości, chyba że dodatkowo różniczkuje się sygnał w czasie, co nie jest podstawową funkcją tego elementu i zwykle pogarsza odporność na zakłócenia.
  • Selsyn trygonometryczny (układ typu selsyn/resolver) służy przede wszystkim do pomiaru lub transmisji położenia kątowego (informacji o kącie). Może pośrednio umożliwiać wyznaczanie prędkości przez obróbkę sygnałów, ale jego podstawowa rola w takim ujęciu to czujnik położenia, nie bezpośredni czujnik prędkości.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy prędkości obrotowej, szukaj w odpowiedziach elementów typu tachoprądnica, enkoder (z pomiarem częstotliwości impulsów) lub czujnik Halla (zliczanie przejść). Gdy pojawiają się tensometry lub potencjometry, zwykle chodzi o siłę/moment albo położenie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):

Prądnica tachometryczna (tachoprądnica) to przetwornik prędkości, który po sprzęgnięciu z wałem wytwarza sygnał elektryczny zależny od prędkości obrotowej.

W praktyce służy do sprzężenia zwrotnego w regulatorach prędkości oraz do kontroli obrotów podczas uruchamiania i serwisu napędów.

Mostek tensometryczny mierzy zmianę rezystancji tensometrów wynikającą z odkształcenia elementu, a więc typowo siłę, nacisk lub moment.

Nie daje bezpośrednio sygnału proporcjonalnego do prędkości wału. Aby uzyskać prędkość, potrzebny jest przetwornik prędkości (np. tachoprądnica, enkoder).

Czujnik prędkości daje sygnał zależny od tempa zmian (np. napięcie proporcjonalne do obrotów lub impulsy o częstotliwości zależnej od obrotów).

Czujnik położenia opisuje aktualną pozycję (kąt/drogę), np. potencjometr obrotowy, resolver/selsyn. Na testach szukaj słów "prędkość", "obroty", "częstotliwość".

Potencjometr obrotowy mierzy przede wszystkim położenie kątowe (ustawienie) elementu obracającego się.

W typowym podłączeniu działa jako dzielnik napięcia: napięcie na suwaku zależy od kąta. Sam z siebie nie jest czujnikiem prędkości; dopiero dodatkowa obróbka w czasie mogłaby pośrednio wyznaczać prędkość, ale nie jest to standardowy pomiar.

Selsyn (podobnie jak resolver w praktyce) służy głównie do pomiaru lub przenoszenia informacji o kącie położenia wału.

Prędkość można czasem wyznaczać pośrednio z informacji o kącie (analiza zmian w czasie), ale w pytaniach testowych, gdy pada "pomiar prędkości obrotowej", właściwszym skojarzeniem jest tachoprądnica lub enkoder.

W wielu nowoczesnych układach częściej stosuje się enkodery (inkrementalne lub absolutne) oraz czujniki Halla współpracujące z magnesem lub wirnikiem silnika.

Dają one sygnał cyfrowy łatwy do zliczania w sterownikach PLC i napędach, a także dobrą odporność na zakłócenia i wygodną diagnostykę.

Sprzężenie zwrotne polega na porównaniu prędkości zadanej z prędkością zmierzoną czujnikiem (np. tachoprądnicą lub enkoderem).

Różnica (uchyb) trafia do regulatora, który steruje silnikiem tak, by uchyb malał. Dzięki temu napęd utrzymuje stabilne obroty mimo zmian obciążenia.

Pomiar prędkości weryfikuje się m.in. podczas uruchamiania maszyny, po wymianie silnika/przekładni, po naprawie falownika/serwonapędu oraz przy diagnostyce drgań i przeciążeń.

Nieprawidłowy odczyt prędkości może powodować niestabilną regulację, błędy napędu lub złą jakość procesu technologicznego.

Częsty błąd to wybór elementu "z ruchem obrotowym" (np. potencjometr), mimo że mierzy położenie, a nie prędkość.

Inny błąd wynika z nieodróżniania czujników wielkości mechanicznych: tensometry kojarzą się z "pomiarami w maszynie", ale służą do odkształceń/sił. Pomaga pytanie kontrolne: "jaka wielkość jest na wyjściu wprost proporcjonalna?".

Skup się na tym, co jest mierzone bezpośrednio: prędkość, położenie, siła, temperatura. Następnie dopasuj typowy przetwornik do tej wielkości.

Jeśli odpowiedź wymagałaby dodatkowych obliczeń lub przetwarzania sygnału (np. różniczkowania położenia), zwykle nie jest to "wprost" czujnik danej wielkości w pytaniu jednokrotnego wyboru.

info

Około 58% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że prądnica tachometryczna wytwarza sygnał (zwykle napięcie) proporcjonalny do prędkości kątowej wału, dlatego służy do pomiaru prędkości obrotowej w układach napędowych.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Tachogenerator" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Tachogenerator (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Mostek Wheatstone’a" (zastosowania w pomiarach tensometrycznych) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Mostek_Wheatstone%E2%80%99a (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Potencjometr" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Potencjometr (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z czujników i przetworników w mechatronice/automatyce
  • Noty katalogowe tachoprądnic i enkoderów (porównanie sygnałów wyjściowych)
  • Materiały dydaktyczne z pętli regulacji prędkości napędów elektrycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego