Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2007



PYTANIE NR 36.
Na rysunku przedstawiono wykres zależności sygnału wyjściowego od wielkości regulowanej (temperatury) regulatora
Ilustracja przedstawia wykres zależności sygnału wyjściowego U od temperatury T w stopniach Celsjusza.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na wykresie U(T) sygnał wyjściowy U przyjmuje wyłącznie dwie wartości: 0 oraz 1. Dodatkowo widać prostokątną pętlę histerezy (inne progi przełączenia przy wzroście i spadku temperatury), co jest cechą regulatora typu on-off. Regulator trójstanowy miałby 3 poziomy U, a ciągły zmieniałby U płynnie.

Pełne wyjaśnienie:

Wykres przedstawia zależność sygnału wyjściowego U od wielkości regulowanej T (temperatury). Kluczową obserwacją jest to, że U ma tylko dwa poziomy: 0 oraz 1. Taka praca "włącz/wyłącz" jest definicyjną cechą regulatora dwustanowego (on-off).

Dodatkowo na charakterystyce widać pętlę histerezy: przy rosnącej temperaturze wyjście pozostaje w stanie 1 aż do osiągnięcia górnego progu (np. 150°C), po czym skokowo przełącza się na 0. Przy malejącej temperaturze wyjście pozostaje w stanie 0 aż do dolnego progu (np. 100°C), a następnie skokowo wraca na 1. Różnica progów tworzy szerokość histerezy, która ogranicza "kłapanie" elementu wykonawczego w pobliżu wartości zadanej.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do wykresu?

  • "trójstanowego" – regulator trójstanowy musiałby mieć trzy odrębne poziomy wyjścia (np. 0, 0,5, 1 albo −1, 0, +1). Na wykresie są tylko dwa poziomy U.
  • "impulsowego" – regulacja impulsowa (np. PWM) dotyczy zwykle przebiegu w czasie: zmienia się wypełnienie, częstotliwość lub szerokość impulsów. Sama statyczna charakterystyka U(T) z prostokątną pętlą nie opisuje modulacji impulsów, tylko progi przełączeń.
  • "ciągłego" – regulator ciągły (P/PI/PID) zmienia sygnał wyjściowy w sposób płynny (liniowo lub krzywoliniowo), bez skoków między dwoma stanami. Na wykresie przejścia są skokowe, a U nie przyjmuje wartości pośrednich.

W praktyce taki regulator spotkasz m.in. jako termostat w lodówce, żelazku czy prostych układach grzewczych. Na egzaminie warto zapamiętać: dwa stany + histereza na wykresie = regulator dwustanowy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest regulator dwustanowy (on-off)?
Regulator dwustanowy to regulator, którego wyjście przyjmuje tylko dwa stany, np. 0/1 (wyłącz/włącz). Nie generuje wartości pośrednich – decyzja sterowania polega na przełączeniu stanu po przekroczeniu progu. Typowo spotyka się go w termostatach i prostych układach utrzymania temperatury.
Dlaczego na wykresie regulatora dwustanowego pojawia się histereza?
Histereza wprowadza dwa różne progi: osobny dla załączania i osobny dla wyłączania. Dzięki temu wyjście nie przełącza się "co chwilę" przy minimalnych wahaniach temperatury wokół progu. To zmniejsza liczbę przełączeń stycznika/przekaźnika i stabilizuje pracę układu.
Jak rozpoznać regulator dwustanowy na wykresie U(T)?
Szukaj dwóch cech: (1) wyjście U ma tylko dwa poziomy (np. 0 i 1), (2) często widać prostokątną pętlę histerezy: inne przełączenie przy wzroście temperatury i inne przy jej spadku. Taki kształt jest typowy dla sterowania włącz/wyłącz.
Jaka jest różnica między regulatorem dwustanowym a ciągłym?
Regulator dwustanowy przełącza wyjście między dwoma stanami (0/1), a regulator ciągły (np. P/PI/PID) zmienia sygnał wyjściowy płynnie w zależności od uchybu. Na wykresie U(T) regulator ciągły nie ma skoków 0↔1, tylko przebieg ciągły (linia lub krzywa).
Czy regulator impulsowy to to samo co dwustanowy?
Nie. Regulator dwustanowy ma dwa stany wyjścia i przełącza je na podstawie progów. Regulator impulsowy (np. PWM) też korzysta z dwóch poziomów sygnału, ale kluczowa jest modulacja w czasie (wypełnienie/częstotliwość), a nie sama statyczna pętla U(T). To częsty błąd na egzaminach.
Kiedy w praktyce stosuje się regulator dwustanowy temperatury?
Stosuje się go, gdy liczy się prostota i niezawodność, a niewielkie wahania temperatury są akceptowalne. Przykłady to termostaty w urządzeniach AGD, proste ogrzewanie, chłodzenie, układy utrzymania temperatury w szafach sterowniczych. Często steruje przekaźnikiem, stycznikiem lub SSR.
Jakie są zalety i wady regulatora dwustanowego?
Zalety: prosta budowa, niski koszt, łatwe uruchomienie, duża niezawodność. Wady: oscylacje temperatury wokół wartości zadanej oraz możliwe częste przełączanie elementu wykonawczego. Dlatego zwykle stosuje się histerezę, aby ograniczyć liczbę załączeń.
Co oznaczają progi 100°C i 150°C na charakterystyce U(T)?
To przykładowe progi przełączeń wynikające z histerezy: przy jednym progu następuje przejście 0→1 (załączenie), a przy drugim 1→0 (wyłączenie). W zależności od kierunku zmian temperatury aktywny jest inny próg. Różnica progów to szerokość histerezy.
Jakie błędy najczęściej popełnia się przy interpretacji wykresu regulatora?
Najczęściej myli się: (1) regulator ciągły z dwustanowym (bo "temperatura jest ciągła"), (2) brak zrozumienia histerezy i sensu dwóch progów, (3) utożsamianie sterowania impulsowego PWM z regulacją dwustanową tylko dlatego, że sygnał też bywa 0/1. Warto zawsze sprawdzać liczbę poziomów U.
Jak szybko rozwiązać takie pytanie na egzaminie mechatronika?
Najpierw sprawdź, ile poziomów ma wyjście U: jeśli są tylko dwa (0/1), od razu myśl o "dwustanowym". Potem poszukaj pętli histerezy (dwa progi zależne od kierunku zmian). Jeśli to widzisz, odpowiedź jest jednoznaczna. Dopiero potem analizuj pozostałe typy regulatorów.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Na wykresie U(T) sygnał wyjściowy U przyjmuje wyłącznie dwie wartości: 0 oraz 1."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Regulator_dwustanowy - dostęp 2026-03-05
  • https://en.wikipedia.org/wiki/On%E2%80%93off_control - dostęp 2026-03-05
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Hysteresis - dostęp 2026-03-05

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw automatyki (rozdziały o regulatorach dwustanowych i histerezie)
  • Instrukcje techniczne termostatów i regulatorów temperatury (parametry: próg, histereza, tryb on-off)
  • Zadania i arkusze egzaminacyjne z interpretacji wykresów U(x) w układach regulacji
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego