KWALIFIKACJA CHM2 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 26.
Należy dokonać pomiaru temperatury, której oczekiwana wartość oscyluje wokół 348 K. Który zakres pomiarowy powinien mieć termometr użyty do tego celu?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
348 K przeliczamy na stopnie Celsjusza: 348 − 273,15 = 74,85°C. W metrologii dobiera się możliwie najwęższy zakres, aby wartość leżała w środkowej części skali (lepsza rozdzielczość i mniejszy błąd względny). Dla ~75°C najlepszy jest zakres 50–100°C.

Pełne wyjaśnienie:

Najpierw trzeba sprowadzić temperaturę do tej samej jednostki, w której podano zakresy termometrów. Zależność między skalami jest prosta: temperatura w °C to temperatura w K pomniejszona o 273,15.

Dla 348 K otrzymujemy 348 − 273,15 = 74,85°C, czyli wartość oczekiwana jest blisko 75°C.

W doborze przyrządu pomiarowego w praktyce przemysłowej stosuje się zasadę: wybierz możliwie najwęższy zakres, w którym spodziewana wartość znajduje się w środkowej części skali. Taki dobór zwykle daje:

  • lepszą rozdzielczość odczytu (mniejsza "działka" lub większa liczba skutecznych cyfr),
  • mniejszy błąd względny w porównaniu z szerokimi zakresami,
  • wygodniejszą obserwację zmian temperatury w procesie.

Zakres 50–100°C obejmuje 74,85°C i lokuje wynik blisko środka skali (około połowy). To typowo najbardziej korzystny wybór z podanych.

Odpowiedź "70–90°C" jest ryzykowna w praktyce: choć 74,85°C mieści się w tym zakresie, jest on bardzo wąski względem niepewności procesu i wahań (łatwo "wyjść" poza skalę). Ponadto zadanie pyta o właściwy zakres dla wartości oscylującej wokół, czyli z wahaniami.

Odpowiedzi "0–+150°C" oraz "-20–+250°C" są zbyt szerokie: pozwalają co prawda mierzyć 75°C, ale zwykle pogarszają rozdzielczość odczytu i zwiększają błąd względny, bo ta sama skala musi pokryć większy przedział temperatur.

Wniosek: dla około 75°C należy użyć termometru o zakresie 50–100°C, bo zapewnia korzystny kompromis: wynik jest w środku skali, a zakres nie jest niepotrzebnie szeroki.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności: t(°C)=T(K)−273,15. Dla 348 K: 348 − 273,15 = 74,85°C. Dopiero po takim przeliczeniu porównujesz wynik z zakresami termometru podanymi w °C.
Szeroki zakres zwykle oznacza gorszą rozdzielczość odczytu i większy błąd względny (ta sama skala obejmuje większy przedział). W praktyce wybiera się zakres możliwie wąski, aby pracować w środkowej części skali.
Chodzi o to, by wskazanie nie było ani blisko początku, ani końca skali. Wtedy odczyt jest zwykle stabilniejszy i dokładniejszy, a drobne zmiany temperatury są łatwiej zauważalne. To praktyczna zasada doboru zakresu.
Jest bardzo wąski i obejmuje 74,85°C, ale w pytaniu temperatura oscyluje wokół wartości, czyli może się wahać. Zbyt wąski zakres zwiększa ryzyko wyjścia poza skalę przy wahaniach i bywa niepraktyczny w ruchu instalacji.
Wykonaj 2 kroki: (1) przelicz jednostkę (K→°C), (2) wybierz najwęższy zakres, w którym wynik jest możliwie blisko środka. To typowy schemat rozwiązywania zadań o doborze zakresu.
Najczęściej: brak przeliczenia K na °C, wybór "na zapas" najszerszego zakresu, mylenie kryterium "mieści się w zakresie" z "jest najlepiej mierzona", oraz ignorowanie wahań procesu (słowo "oscyluje").
Węższy zakres zwykle daje lepszą rozdzielczość i łatwiejszą obserwację zmian temperatury, np. podczas ogrzewania, chłodzenia lub stabilizacji procesu. Dzięki temu operator szybciej reaguje na odchylenia od zadanej temperatury.
Nie zawsze "dokładnie" w połowie, ale dąży się do pracy w środkowej części skali. Ważne jest też uwzględnienie możliwych wahań i warunków pracy. Klucz: nie dobierać ani skrajnie wąsko, ani niepotrzebnie szeroko.
Najpierw oszacuj typowe wahania (np. ± kilka °C), a potem wybierz zakres tak, aby cały przewidywany przedział mieścił się w skali i był możliwie blisko jej środka. Unikniesz sytuacji, że wskazanie "dobija" do końca skali.
Operator często dobiera i kontroluje pomiary temperatury w aparatach i instalacjach. Właściwy dobór zakresu poprawia czytelność wskazań i jakość kontroli procesu, co wpływa na bezpieczeństwo i stabilność prowadzenia operacji technologicznych.
info

Statystycznie 44% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że 348 K przeliczamy na stopnie Celsjusza: 348 − 273,15 = 74,85°C.

Źródła:

  • BIPM, The International System of Units (SI) – 9th edition, section on Celsius temperature and relation t(°C)=T(K)−273.15, 2019

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z metrologii przemysłowej (dział: dobór przyrządów i zakresów pomiarowych)
  • Materiały szkoleniowe zakładowe dot. aparatury kontrolno-pomiarowej (AKPiA) i praktyk doboru zakresów
  • Dokumentacja techniczno-ruchowa (DTR) termometrów/czujników – parametry: zakres, klasa dokładności, działka elementarna

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego