1、 师大教育师大教育 计算机数据采集处理系统计算机数据采集处理系统南京师范大学课程资源研究所第1页，共38页。师大教育 计算机数据采集处理系统的整体解决方案配套软件配套软件数据采集器数据采集器传感器传感器科学探究实验教材科学探究实验教材 传统实验仪器传统实验仪器辅材辅材第2页，共38页。师大教育师大教育计算机数据采集处理系统的主要特点计算机数据采集处理系统的主要特点 1、支持多通道采集数据，接口均选用、支持多通道采集数据，接口均选用USB方式。方式。2、采用大尺寸液晶屏，可以以图形或数字方式即、采用大尺寸液晶屏，可以以图形或数字方式即 时显示测量中的各种信息，方便观察和分析。时显示测量中的各种信
2、息，方便观察和分析。3、两种供电模式，采集器内置充电电池，方便、两种供电模式，采集器内置充电电池，方便 室外实验。室外实验。4、理化生学科传感器数量多，并且可以使用同、理化生学科传感器数量多，并且可以使用同 一采集器，可方便组建理化生综合实验室。一采集器，可方便组建理化生综合实验室。第3页，共38页。5、多种数据拟合方式，数据和图像一一对应、多种数据拟合方式，数据和图像一一对应 图像点对应数据点可以实现闪动。图像点对应数据点可以实现闪动。6、多窗口显示数据和图像，方便比较。、多窗口显示数据和图像，方便比较。7、学生可以提交包括数据和图像等实验报告。、学生可以提交包括数据和图像等实验报告。8、实
3、验数据和图像分别可以保存，支持数据和图、实验数据和图像分别可以保存，支持数据和图 像的回放。像的回放。9、继承性和标准化、继承性和标准化:和传统的实验装置结合使用和传统的实验装置结合使用 节省成本。节省成本。10、实用性、实用性:满足新教材的实验要求满足新教材的实验要求;第4页，共38页。采集器介绍1.支持多通道采集数据支持多通道采集数据有四个通道有四个通道3.采用大尺寸液晶屏，实际显采用大尺寸液晶屏，实际显示区示区120*90mm4.两种供电模式，采两种供电模式，采集器内置充电电池，集器内置充电电池，方便室内外实验。方便室内外实验。5.电源指示灯电源指示灯7.与与PC相连的数据接相连的数据接
4、口口2.四个通道的指示灯四个通道的指示灯6.采集器键盘采集器键盘第5页，共38页。附件:计算机数据连线计算机数据连线 恒流恒压充电器恒流恒压充电器第6页，共38页。传感器介绍传感器介绍第7页，共38页。1 1、力传感器、力传感器 技术规格技术规格:测量范围:-20N+20N 分辨率:0.03N典型应用：典型应用：测量物体静止或运动状态受到压力、拉力；牛顿第三定律；静摩擦力；弹簧振子的研究；阻尼振动；超重与失重；铜丝的热胀冷缩；电子秤。使用方法：使用方法：力传感器的敏感器件为压力应变片。其外观设计方便于手持使用，并能够与铁架台、力矩盘等教具紧密配合使用，既可测量拉力，又可测量压力等。软件中规定：
5、拉力读数软件中规定：拉力读数为正值，压力读数为负值。为正值，压力读数为负值。注意事项注意事项:1、使用前应对传感器进行软件调零。2、请注意软件的超量程报警提示，切勿超量程使用。3、实验结束后务必除去砝码等重物，避免传感器长时间处于受力状态。第8页，共38页。2、温度传感器、温度传感器 技术规格：技术规格：测量范围：-25125 分辨率：0.01典型应用：典型应用：能够用于许多温度变化的实验；摩擦做功生热；液体蒸发放热；探究固体的熔化。使用方法：使用方法：温度传感器封装在一根具有良好导热性能的金属棒中，其温度敏感元件置于传感器金属探针的顶端。使用时应确保金属棒与被测物体或介质充分接触。温度传感器
6、使用方法类似温度计。注意事项注意事项:1、请注意保护温度传感器金属探针，不能用力拉、压，或使其处于其他受力状态；更不能在坚硬物体表面磨擦金属探针！2、请勿用火焰直接对金属探针加温!第9页，共38页。3 3、光强传感器、光强传感器 技术规格：技术规格：测量范围1:01000LUX 01000LUX 测量范围2:020000LUX 020000LUX 分辨率:选定范围最大值的0.01%典型应用：典型应用：比较光强和距离的关系；研究干涉、衍射、偏振；日光下测量相对光强度；光导现象。使用方法：使用方法：在使用光强传感器时，使其对准光源。第10页，共38页。4、电压传感器、电压传感器 技术规格技术规格:
7、测量范围1：-6V+6V 分辨率：0.003V测量范围2：15V15V 分辨率：0.01V典型应用：典型应用：测量电路中任意两点间的电势差；研究串并联电路的特性；观察交变电流；电容器充电放电实验、欧姆定律、LC振荡。使用方法：使用方法：传感器与实验装置的连接采用红黑鳄鱼夹。红黑鳄鱼夹，分别代表“正”、“负”。电压传感器的使用方法与电压表类似，使用时把电压传感器并联在电路中，如果电压传感器的红线接到电路的高电位端，黑线接到低电位端，显示的数值为正数。如果接反，显示的数值为负数。注意事项注意事项:待测电压不能超出传感器的量程!第11页，共38页。5、电流传感器、电流传感器 技术规格：技术规格：测量
8、范围1：-1A+1A 分辨率：0.01A 测量范围2:-3A+3A 分辨率：0.01A 典型应用：典型应用：测量电路中某处的电流；电流的热效应与电阻的关系；导体的伏安特性。使用方法：使用方法：传感器与实验装置的连接采用红、黑鳄鱼夹，分别代表“正”、“负”。电流传感器的使用方法与电流表似。使用时把电流传感器串联在电路中。如果待测电流从电流传感器的红色线流入，黑色线流出，显示的数值为正数：如果接反，显示的数值为负数。注意事项注意事项:待测电流不能超出传感器的量程!第12页，共38页。6 6、磁场传感器、磁场传感器 技术规格：技术规格：测量范围1:-10mT+10mT -10mT+10mT 分辨率：
9、0.005mT 测量范围2:-100mT+100mT -100mT+100mT 分辨率：0.01mT典型应用：典型应用：研究磁铁和电磁铁的磁场强度；探究通电螺线管的磁场强度。使用方法：使用方法：磁传感器探管前端内置磁敏元件，使用时应注意磁敏元件与磁力线的切割角度。软件规定：当传感器的探管移向磁场的软件规定：当传感器的探管移向磁场的N N极极时，读数为正；移向磁场的时，读数为正；移向磁场的S S极时，读数为负。极时，读数为负。读数的绝对值即为测量点处平行于探管方向的磁感强度分量。注意事项注意事项:测量前应在被测磁场范围之外对传感器进行软件调零！第13页，共38页。7 7、压强传感器、压强传感器技
10、术规格：技术规格：测量范围：0700kpa 分辨率：0.1kPa 典型应用：典型应用：查理定律、玻意耳定律。使用方法：使用方法：压强传感器接有软管，可连接针筒、烧瓶等实验装置。压强传感器用于测量气体压强，其读数为压强值。使用时应保证被测气体容器与压强传感器前端的软管连接紧密。注意事项注意事项:1、请勿将该传感器直接用于测量液体压强。2、不能超量程使用！第14页，共38页。8 8、光电门传感器、光电门传感器 技术规格：技术规格：分辨率：0.01ms 典型应用：典型应用：运动物体的速度和加速度实验；测定重力加速度；测量单摆的周期。使用方法：使用方法：用于测量挡光片通过光电门的时间。光电门传感器使用
11、高精度光敏器件构成了连续的光路，在已知运动物体长度的条件下，记录该物体遮挡光路的时间，即可得出物体的运动速度。如果同时使用两个光电门传感器时，不但能够测出挡光片通过每个光电门的时间，还可以得到挡光片在两个光电门之间运行的时间。注意事项注意事项:实验前，应使运动物体反复通过光电门几次，以保证其平稳运动并能够有效挡光。补充说明：补充说明：单光电门接第二通道，用双U型挡光片；单光电门接第三通道，用I型挡光片。第15页，共38页。9 9、位移传感器、位移传感器 技术规格：技术规格：测量范围：0.21.5m 分辨率：0.001m典型应用：典型应用：测量运动物体的速度、加速度；研究匀加速直线运动；研究自由
12、落体运动。使用方法：使用方法：可以测量物体的静态长度和动态距离。注意事项注意事项:应保持传感器的开口发射的超声波，垂直打在被测物体较平整的地方。第16页，共38页。10、声音传感器声音传感器技术规格：技术规格：测量范围：30dB130dB 分辨率：0.1dB典型应用：典型应用：声音的特性；振幅与响度的关系；频率与音调的 关系；声音的共鸣。使用方法：使用方法：声音传感器的拾音器件置于传感器前端，使用时要将其对准声源。声音传感器只能接在数据采集器的第二通道使用。声音传感器只能接在数据采集器的第二通道使用。注意事项注意事项:为保证声数据采集的真实性和连续性，使用声音传感器时对计算机综合性能的要求较高
13、。计算机CPU的性能、内存的大小、主板速率及操作系统安装是否完整等因素对声波波形的还原再现均有影响。第17页，共38页。操作使用示例：专用实验专用实验 部分部分第18页，共38页。1 牛顿第三定律实验目的实验目的 验证牛顿第三定律。实验原理实验原理 力是物体对物体的作用。作用力和反作用力总是互相依存，同时存在的。作用力和反作用力总保持大小相等、方向相反。实验器材实验器材 DIS系统软件、数据采集器、两只力传感器、计算机第19页，共38页。2 测量热水的温度测量热水的温度实验目的实验目的 掌握温度传感器的使用方法。实验原理实验原理 温度传感器在热水力，温度会慢慢上升。实验器材实验器材 DIS系统
14、软件、数据采集器、温度传感器、计算机、水杯、热水等。第20页，共38页。3 3 探究白炽灯的光强变化探究白炽灯的光强变化实验目的实验目的探究白炽灯的光强变化实验器材实验器材 DIS系统软件、数据采集器、光强传感器、计算机、白炽灯等。第21页，共38页。实验目的实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线。实验原理实验原理 在温度不变的情况下，电阻的伏安特性曲线为过原点的直线。由于小灯泡发热，灯丝的阻值呈现非线性变化，其伏安特性曲线也会随之发生变化。实验器材实验器材 DIS系统软件、数据采集器、电压传感器、电流传感器、计算机、电学实验板、直流电源（6 V）、滑动变阻器（2050）、小灯泡及座、导线等。4
15、小灯泡的伏安特性曲线（分压）小灯泡的伏安特性曲线（分压）第22页，共38页。5 测量磁体周围的磁场测量磁体周围的磁场 实验目的实验目的 探测磁体周围磁场的分布。实验原理实验原理 磁体周围产生磁场的强弱不同，有规律分布。距离磁体越远，磁性越小。实验器材实验器材 DIS系统软件、数据采集器、磁场传感器、计算机、条形或蹄形磁铁、轨道支架等。第23页，共38页。6机械能守恒定律（摆球法）机械能守恒定律（摆球法）实验目的实验目的 用摆球法验证机械能守恒定律。实验原理实验原理 物体从高处下落的过程中，动能和势能相互转化，忽略空气阻力的影响，因而只有重力对其做功，所以机械能守恒。实验器材实验器材 数据采集器
16、、DIS系统软件、计算机、机械能守恒实验器 第24页，共38页。7常用放射源的计数率测量常用放射源的计数率测量 实验目的实验目的 测量常用放射源的计数率，比较它们放射性的差别。实验器材实验器材 DIS系统软件、数据采集器、计算机、放射源、G-M传感器。第25页，共38页。8声波的振动图像声波的振动图像实验目的实验目的 观测声波的图像。实验原理实验原理 物体振动发声且声能够在介质中传播 。实验器材实验器材 DIS系统软件、计算机、数据采集器、声音传感器、音叉等。第26页，共38页。操作使用示例：自定义实验（通用实验）部分第27页，共38页。实验一 测量环境温度实验目的：通过简单实验了解采集器、温
17、度传感器的使用。实验设备：计算机、师大教育数字化信息系统实验室软件，采集器，温度传感器。第28页，共38页。进入软件系统 双击图标进入师大教育数字化信息系统实双击图标进入师大教育数字化信息系统实验室软件。软件分为两种实验模块验室软件。软件分为两种实验模块 1 1专用实验专用实验 2 2自定义实验自定义实验 （通用实验）（通用实验）第29页，共38页。两种实验模块 专用实验 专用实验直接进入即可开始测量做实验，有关参数已经预设定，一些适合教学的典型实验，通过预设参数以及显示方式，使实验者可以直接进行实验数据采集，节省实验时间，达到最佳实验效果。自定义实验（通用实验）提供一个实验环境，供教师或学生
18、自行设定有关参数，进行实验的设计。第30页，共38页。实验设计：实验设计：1.1.首次使用首次使用数字采集器进行实验，首先要进行系统软数字采集器进行实验，首先要进行系统软件以及驱动程序的安装（参照使用说明书相关内容）。件以及驱动程序的安装（参照使用说明书相关内容）。第31页，共38页。2.2.计算机、采集器及传感器的连接计算机、采集器及传感器的连接 接通采集器电源，用接通采集器电源，用计算机通讯线将采集器与计算机连接好计算机通讯线将采集器与计算机连接好，然后用传感器数据线将温度传感器连接到采集器上然后用传感器数据线将温度传感器连接到采集器上打开采集器电源，打开采集器电源，采集器屏幕显示单机工作
19、模式、联机工作模式，摁采集器键采集器屏幕显示单机工作模式、联机工作模式，摁采集器键盘的盘的“”，“E E”即进入联机工作模式。采集器的操作基本结束，即进入联机工作模式。采集器的操作基本结束，下面的操作都是在计算机上进行。下面的操作都是在计算机上进行。双击图标进入师大教育数字化信双击图标进入师大教育数字化信息系统实验室软件，点击通用实验，即完成计算机、采集器及传感器息系统实验室软件，点击通用实验，即完成计算机、采集器及传感器的连接的连接 。第32页，共38页。利用通用实验进行温度的测量选择通用实验，进入软件界面。为了图线显示清晰方便观察，须选择通用实验，进入软件界面。为了图线显示清晰方便观察，须
20、对图线显示坐标进行设置，如下图将对图线显示坐标进行设置，如下图将x x轴显示的坐标设置为：轴显示的坐标设置为：0-0-20000 ms20000 ms，Y Y的显示坐标设置为：的显示坐标设置为：0-40 0-40 第33页，共38页。温度的测量 进入软件界面，此时界面默认的显示方式为，数字方式、图线方式、表格方式。为了图线显示清晰方便观察，须对图线显示坐标进行设置，如下图将x轴显示的坐标设置为：0-20000 ms，Y的显示坐标设置为：0-50 。坐标设置后，点击 按钮进行测量，测量时用手握住温度传感器探头顶端观察温度图线变化。第34页，共38页。工具栏按钮 图线坐标：可以设置当前图的坐标 画图方式：离散点或画线 区域选择：在图上选择一块连续的区域 参考线：选择该按钮后，表示当前位置 水平放大（缩小）：水平方向放缩图像第35页，共38页。图线平移：将图线沿X轴或Y轴方向上移动 垂直放大（缩小）：在垂直方向上放大（缩小）图像 坐标还原：将坐标还原到最初的设置 放大（缩小）：在X轴Y轴两个方向上同时放大（缩小）图像第36页，共38页。谢谢各位的支持！第37页，共38页。演讲完毕，谢谢观看！第38页，共38页。
