Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM4 - STYCZEŃ 2024



PYTANIE NR 37.
Przetwornik pomiarowy C/A 10-bitowy o sygnale wyjściowym z zakresu 0÷20 mA posiada dla pełnej skali tego sygnału rozdzielczość bezwzględną równą
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla przetwornika C/A 10-bit liczba poziomów wynosi 210=1024. Rozdzielczość bezwzględna (krok LSB) dla pełnej skali 0–20 mA to 20 mA/1024 ≈ 0,01953 mA = 19,5 µA. Odpowiedzi w µV nie pasują do wyjścia prądowego.

Pełne wyjaśnienie:

Rozdzielczość bezwzględna przetwornika C/A (często nazywana krokiem LSB) mówi, o ile minimalnie może zmienić się sygnał wyjściowy, gdy na wejściu cyfrowym zwiększymy kod o 1.

Dla przetwornika 10-bitowego liczba możliwych poziomów kodu wynosi 210, czyli 1024. Jeżeli zakres wyjściowy wynosi 0–20 mA, to pełna skala (FS) ma wartość 20 mA.

Krok kwantyzacji liczymy więc jako:

LSB = FS / 2N = 20 mA / 1024 ≈ 0,01953125 mA

Teraz wykonujemy przeliczenie jednostek: 0,01953125 mA = 19,53125 µA, co po zaokrągleniu daje 19,5 µA. To jest rozdzielczość bezwzględna dla pełnej skali.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • 4,88 µA odpowiadałoby znacznie mniejszemu krokowi (jak dla większej liczby bitów lub mniejszej pełnej skali). To typowy wynik po pomyleniu danych albo przyjęciu innej rozdzielczości niż 10 bit.
  • 12,8 µV i 2,44 µV mają jednostkę napięcia. W treści zadania podano wyjście prądowe 0–20 mA, więc rozdzielczość bezwzględna powinna być wyrażona w jednostkach prądu (A, mA, µA), a nie w woltach.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj zgodność jednostek z rodzajem sygnału (prąd/napięcie) oraz to, czy liczysz liczbę poziomów 2N. Dopiero na końcu zaokrąglaj wynik do wartości z odpowiedzi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest rozdzielczość bezwzględna przetwornika C/A?
To minimalna zmiana sygnału wyjściowego (krok LSB) przy zmianie kodu cyfrowego o 1. Dla zakresu 0–20 mA będzie to najmniejszy przyrost prądu, jaki może wygenerować przetwornik, wynikający z liczby bitów.
Jak obliczyć krok LSB dla przetwornika 10-bitowego 0–20 mA?
Użyj wzoru: LSB = FS / 2^N. Tu FS = 20 mA, N = 10, więc 20 mA / 1024 ≈ 0,01953 mA = 19,5 µA. To typowe obliczenie na egzaminie z modułów analogowych.
Dlaczego w tym zadaniu nie pasują odpowiedzi w µV?
Ponieważ treść mówi o wyjściu prądowym 0–20 mA. Rozdzielczość bezwzględna musi mieć te same jednostki co wyjście (A/mA/µA). µV dotyczy napięcia, więc wskazuje na inną wielkość fizyczną.
Czy dla 10 bitów dzielić przez 1024 czy przez 1023?
W praktyce najczęściej przyjmuje się 2^N poziomów (dla 10 bitów: 1024) i tak liczy się idealny krok LSB. Spory wynikają z tego, czy rozpatruje się liczbę kodów, czy liczbę odstępów między skrajnymi kodami; na egzaminach zwykle oczekuje się podejścia 20 mA/1024.
Jak szybko przeliczyć 20 mA na µA na egzaminie?
Zapamiętaj: 1 mA = 1000 µA. Czyli 20 mA = 20 000 µA. Potem dzielisz 20 000 µA przez 1024 i dostajesz ok. 19,5 µA. To ogranicza ryzyko pomyłki jednostek.
Jakie znaczenie ma rozdzielczość C/A w sterowaniu zaworem 0–20 mA?
Rozdzielczość określa najmniejszą zmianę prądu sterującego, a więc najmniejszy "krok" nastawy elementu wykonawczego. Zbyt mała liczba bitów może powodować schodkowanie sygnału i gorszą płynność regulacji w układach automatyki.
Co oznacza w praktyce wynik 19,5 µA dla pętli 0–20 mA?
Oznacza, że idealnie przetwornik może zmieniać prąd wyjściowy co około 19,5 µA. Przy pełnej skali 20 mA daje to 1024 możliwe poziomy. To przybliża, jak "drobno" można sterować sygnałem analogowym z części cyfrowej.
Jakie błędy jednostek najczęściej psują wynik w takich zadaniach?
Najczęstsze to: pozostawienie wyniku w mA, gdy w odpowiedziach są µA; pomylenie µA z mA (1000× różnicy); oraz nieuwzględnienie, że zakres 0–20 mA ma pełną skalę 20 mA. Pomaga zapisanie 20 mA = 20 000 µA.
Kiedy spotyka się sygnał 0–20 mA zamiast 4–20 mA w automatyce?
0–20 mA spotyka się m.in. w niektórych układach sterowania i starszych instalacjach, ale częściej standardem jest 4–20 mA ze względu na detekcję przerwy w obwodzie. W zadaniach egzaminacyjnych trzeba zawsze liczyć z zakresu podanego w treści.
Jakie informacje o rozdzielczości znajdę w nocie katalogowej modułu analogowego PLC?
Zwykle podane są: liczba bitów (np. 10/12/16), typ zakresu (0–10 V, 4–20 mA itd.), wartość LSB lub liczba zliczeń (counts) oraz błędy (nieliniowość, offset, błąd wzmocnienia). Te dane pozwalają ocenić minimalny krok i dokładność.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 45% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Dla przetwornika C/A 10-bit liczba poziomów wynosi 210=1024."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Przetwornik_cyfrowo-analogowy - dostęp 2026-02-28
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Digital-to-analog_converter - accessed 2026-02-28
  • https://en.wikipedia.org/wiki/4%E2%80%9320_mA_current_loop - accessed 2026-02-28

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektroniki i techniki cyfrowej (kwantyzacja, przetworniki C/A)
  • Noty katalogowe modułów analogowych PLC (sekcja: rozdzielczość, LSB, zakres prądowy)
  • Materiały dydaktyczne z metrologii i pomiarów w automatyce (błędy, rozdzielczość, pełna skala)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego