KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2020

W bazie jest mniej pytań spełniających podane kryteria niż wybrano. Wylosowano 39 pytań.
PYTANIE NR 1.
Które parametry urządzenia mechatronicznego można kontrolować za pomocą przedstawionej na rysunku belki tensometrycznej?
Ilustracja przedstawia belkę tensometryczną, która jest elementem wykorzystywanym w urządzeniach mechatronicznych do pomiaru
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Belka tensometryczna jest elementem sprężystym z tensometrami, które zmieniają rezystancję pod wpływem odkształcenia. Z odkształcenia wnioskuje się o naprężeniach i działającej sile, dlatego służy do kontroli/monitorowania obciążeń. Temperatura, prędkość obrotowa i luzy wymagają innych typów czujników.

Pełne wyjaśnienie:

Belka tensometryczna (element pomiarowy z naklejonymi tensometrami oporowymi) działa na zasadzie zależności między odkształceniem materiału a zmianą rezystancji tensometru. Gdy na belkę działa obciążenie, belka ulega sprężystemu ugięciu lub rozciąganiu/ściskaniu. Tensometry "czują" to odkształcenie, a układ pomiarowy (często mostek tensometryczny) zamienia je na sygnał elektryczny.

W praktyce nie mierzy się tu bezpośrednio temperatury, prędkości czy luzu. Mierzona jest wielkość mechaniczna związana z odkształceniem, a z niej wnioskuje się o:

  • siłach działających na element (np. nacisk, rozciąganie),
  • naprężeniach występujących w materiale belki i/lub w badanym elemencie (w zależności od sposobu montażu i kalibracji).

Dlatego odpowiedź "Naprężenia i siły występujące w urządzeniu" pasuje do typowego zastosowania belki tensometrycznej: monitorowania obciążeń, kontroli przeciążeń i pomiaru siły w układach mechatronicznych.

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne, bo odnoszą się do innych metod pomiaru:

  • "Temperaturę elementów urządzenia" mierzy się zwykle czujnikami temperatury (np. rezystancyjnymi, termoparami). Tensometr może wymagać kompensacji temperaturowej, ale nie jest podstawowym czujnikiem temperatury.
  • "Prędkość obrotową wirujących elementów urządzenia" typowo wyznacza się enkoderem, tachometrem, czujnikiem Halla lub optycznym czujnikiem impulsów.
  • "Luzy występujące pomiędzy ruchomymi elementami urządzenia" ocenia się najczęściej przez pomiar przemieszczeń/położeń (np. czujniki indukcyjne, liniały, czujniki zegarowe) i analizę kinematyki, a nie przez belkę tensometryczną.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu pojawia się tensometr/belka tensometryczna, myśl o odkształceniu → naprężeniu → sile oraz o konieczności poprawnej kalibracji i montażu, aby wynik był wiarygodny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Belka tensometryczna to element sprężysty z tensometrami oporowymi, który ulega odkształceniu pod obciążeniem. Zmiana rezystancji tensometrów jest przeliczana na sygnał odpowiadający obciążeniu, więc najczęściej służy do pomiaru siły i pośrednio naprężeń.
Tensometr oporowy mierzy przede wszystkim odkształcenie (wydłużenie/ściśnięcie) materiału, na którym jest zamocowany. Z odkształcenia, po kalibracji i znajomości właściwości elementu sprężystego, wyznacza się wielkości takie jak siła, moment lub naprężenie.
Siła powoduje ugięcie lub rozciąganie elementu sprężystego. Tensometry przyklejone do belki rejestrują to odkształcenie, a układ pomiarowy przelicza je na wartość siły. Dzięki temu pomiar jest czuły i możliwy do wykorzystania w automatyce, diagnostyce i zabezpieczeniach przeciążeniowych.
Nie jest to podstawowe zastosowanie. Temperatura wpływa na wskazania tensometrów i dlatego stosuje się kompensację (np. odpowiedni układ mostka lub czujniki towarzyszące), ale do pomiaru temperatury używa się zwykle dedykowanych czujników, takich jak termopary lub czujniki rezystancyjne.
Belka/czujnik tensometryczny jest związany z ugięciem i obciążeniem elementu. Czujniki prędkości zwykle współpracują z ruchem obrotowym i generują impulsy (enkoder) lub sygnał zależny od pola magnetycznego (Hall). W treści pytania szukaj słów: siła, obciążenie, naprężenie, odkształcenie.
Częste błędy to nieuwzględnienie wpływu temperatury, błędny montaż (złe miejsce/klejenie), brak kalibracji oraz mylenie tego, co jest mierzone bezpośrednio (odkształcenie), z wielkością wnioskowaną (siła/naprężenie). Na egzaminie zwracaj uwagę, czy pytanie dotyczy czujnika czy wielkości wynikowej.
Mostek tensometryczny (najczęściej układ Wheatstone’a) to sposób połączenia tensometrów, który zamienia małe zmiany rezystancji na mierzalną zmianę napięcia. Poprawia czułość, pozwala kompensować wpływ temperatury i ułatwia uzyskanie stabilnego sygnału do wejścia analogowego sterownika lub wzmacniacza pomiarowego.
Pomiar naprężeń jest przydatny, gdy ocenia się stan konstrukcji lub elementów maszyn (np. ryzyko przeciążenia, zmęczenie materiału) i nie zawsze da się łatwo wprowadzić czujnik w tor sił. Wtedy tensometry montuje się na elemencie konstrukcyjnym, a wynik odnosi do lokalnych naprężeń.
Do prędkości obrotowej typowo używa się enkoderów (inkrementalnych lub absolutnych), tachoprądnic, czujników Halla, czujników indukcyjnych z kołem zębatym lub optycznych czujników impulsów. Tensometry są powiązane z odkształceniem materiału, więc nie są standardowym wyborem do pomiaru obrotów.
Opanuj: zasadę działania tensometru (odkształcenie → zmiana rezystancji), zastosowania (siła/naprężenia/moment), rolę kalibracji oraz typowe zakłócenia (temperatura, montaż). Dobrą strategią jest kojarzenie tensometrów z elementem sprężystym (belką) i z zadaniami o kontroli obciążenia.
info

Statystycznie 66% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Belka tensometryczna jest elementem sprężystym z tensometrami, które zmieniają rezystancję pod wpływem odkształcenia."

Źródła:

  • HBK (Hottinger Brüel & Kjær), "Strain gauges" / "Strain gauge fundamentals" (opis zasady działania tensometrów), https://www.hbkworld.com/en/knowledge/resource-center/articles/strain-gauges (dostęp: 2026-03-02)
  • OMEGA Engineering, "Load Cell (Strain Gauge)" / zasada działania czujników siły tensometrycznych, https://www.omega.com/en-us/resources/load-cells (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL), "Tensometr" (opis tensometru oporowego i zastosowań), https://pl.wikipedia.org/wiki/Tensometr (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręczniki z metrologii i czujników w mechatronice (działy o tensometrach i czujnikach siły)
  • Karty katalogowe i noty aplikacyjne czujników tensometrycznych (belki/czujniki siły)
  • Materiały producentów dotyczące mostka tensometrycznego i kompensacji temperaturowej

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego