Cho biết hình sau là sơ đồ mạch đo:

                                                 

Phương trình chuyển đổi trong lĩnh vực cảm biến mô tả mối quan hệ giữa đại lượng đầu vào (đại lượng vật lý hoặc hóa học cần đo) và đại lượng đầu ra (thường là tín hiệu điện). Đáp án 1 chính xác nêu rõ định nghĩa này. Các đáp án khác không chính xác vì chúng mô tả mối quan hệ giữa các đại lượng khác không liên quan trực tiếp đến quá trình chuyển đổi của cảm biến.

Phương trình chuyển đổi của cảm biến biểu diễn mối quan hệ giữa đại lượng vào (X) và đại lượng ra (Y). Một phương trình chuyển đổi hợp lệ phải đảm bảo rằng với mỗi giá trị X (trong một khoảng xác định), ta thu được một giá trị Y duy nhất. Điều này có nghĩa là phương trình phải là một hàm số. Các phương trình tuyến tính, phân thức hữu tỉ thường thỏa mãn điều kiện này.

Xét các phương án:
- Phương án 1: \(Y = (X - 10)(X - 2)\). Đây là một hàm bậc hai, với mỗi giá trị X sẽ cho một giá trị Y duy nhất. Do đó, nó có thể là phương trình chuyển đổi.
- Phương án 2: \(Y = 2X - 5\). Đây là một hàm tuyến tính, với mỗi giá trị X sẽ cho một giá trị Y duy nhất. Do đó, nó có thể là phương trình chuyển đổi.
- Phương án 3: \(Y = \frac{5}{{X + 1}}\) . Đây là một hàm phân thức hữu tỉ, với mỗi giá trị X khác -1 sẽ cho một giá trị Y duy nhất. Do đó, nó có thể là phương trình chuyển đổi.
- Phương án 4: \(Y = \frac{{2X + 3}}{{X + 2}}\) . Đây là một hàm phân thức hữu tỉ, với mỗi giá trị X khác -2 sẽ cho một giá trị Y duy nhất. Do đó, nó có thể là phương trình chuyển đổi.

Tuy nhiên, câu hỏi yêu cầu tìm biểu thức *không thể* là phương trình chuyển đổi. Điều này có nghĩa là cần xem xét kỹ hơn về tính chất của cảm biến. Một cảm biến lý tưởng sẽ có tính chất đơn ánh (mỗi giá trị đầu vào cho một giá trị đầu ra duy nhất) và thường là một hàm liên tục (hoặc ít nhất là liên tục trên từng đoạn). Trong các phương án trên, tất cả đều là các hàm số, nhưng hàm bậc hai ở phương án 1, \(Y = (X - 10)(X - 2)\), có thể có những vùng mà giá trị Y không thay đổi đơn điệu theo X (có cực trị), điều này có thể không phù hợp với yêu cầu của một cảm biến lý tưởng (mặc dù vẫn có thể sử dụng được trong một phạm vi nhất định).

Nhưng nếu xét theo nghĩa đen của câu hỏi, tất cả các phương án đều có thể là phương trình chuyển đổi trong một số trường hợp. Tuy nhiên, phương trình bậc hai ở phương án 1, \(Y = (X - 10)(X - 2)\), thể hiện một mối quan hệ phức tạp hơn và có thể không phù hợp bằng các phương trình tuyến tính hoặc phân thức hữu tỉ trong nhiều ứng dụng cảm biến thông thường.

Mặc dù vậy, để chắc chắn, ta cần xem xét liệu có thông tin nào khác bị thiếu trong đề bài hay không. Nếu không, câu hỏi có thể gây tranh cãi. Trong trường hợp này, ta chọn phương án ít khả năng là phương trình chuyển đổi nhất, đó là phương án 1 vì nó là hàm bậc hai.

Đại lượng tác động đầu vào của cảm biến chính là đại lượng vật lý hoặc hóa học cần đo, cùng với các yếu tố gây nhiễu có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Do đó, đáp án chính xác là "Đại lượng cần đo và nhiễu".

Công tắc là một ví dụ điển hình của cảm biến chuyển đổi dạng số. Nó chỉ có hai trạng thái: bật (1) hoặc tắt (0). Các loại cảm biến khác như đo nhiệt độ, đo khối lượng và đo khoảng cách thường tạo ra tín hiệu tương tự (analog), cần được chuyển đổi sang dạng số bởi một bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter).

Sai số trong cảm biến có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau.

- Đặc tính chuyển đổi phi tuyến: Nếu mối quan hệ giữa đại lượng vật lý đầu vào và tín hiệu điện đầu ra của cảm biến không tuyến tính, sẽ dẫn đến sai số khi chuyển đổi và giải thích tín hiệu.
- Đại lượng nhiễu tác động: Các yếu tố môi trường hoặc các tín hiệu không mong muốn khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của cảm biến, gây ra sai lệch trong kết quả đo.
- Công nghệ chế tạo không hoàn thiện: Quá trình sản xuất cảm biến không hoàn hảo có thể dẫn đến các sai sót về mặt vật lý hoặc điện tử, ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy của cảm biến.

Do đó, phương án "Do đặc tính chuyển đổi là phi tuyến, do xuất hiện đại lượng nhiễu tác động đầu vào cảm biến, do không hoàn thiện trong công nghệ chế tạo cảm biến" là đáp án chính xác nhất, bao quát tất cả các nguyên nhân chính gây ra sai số trong cảm biến.