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数字探究实验室磁感应强度传感器
数字化 磁感应传感器是一种测量空间中磁场的传感器,常用于测量永磁铁附近以及通电螺线管内部的磁场等。既可以测量磁感应强度的大小,又可以粗略判定磁感应强度的方向。
典型应用
※ 测量地磁场强度
※ 强磁场的研究
※ 通电螺线管的磁感应强度和电流的关系
原理:该传感器的采用了霍耳效应转换器,该转换器能输出一个跟所处磁场的磁感应强度呈线性关系的电压。传感器探头部分外壳是塑料制成的,探头测量磁场在塑料管轴向的分量。当该方向上不存在磁场的时候,传感器输出的电压值是 2.5V( 对应 0 mT) 。
使用提示:
①.软件规定:当传感器的探管移向磁场的 N 极时,读数为负;移向磁场的 S 极时,读数为正。
②.读数的绝对值即为测量点处于平行于探管方向的磁感强度分量。
数字探究实验室声传感器
数字化声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。
典型应用
※ 声波的振动图像
※ 声波干涉
※ 声音的研究
原理:该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动,导致电容的变化,而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成采集器的数模转换器接受的 0-5V 的电压,经过 A/D 转换被数据采集器接受,并传送给计算机。
使用提示:
①.采样频率要取 10000 次 / 秒或更大些,否则不能真实、准确地反映声振动的图像。
②.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。
数字探究实验室光强传感器
数字化光强传感器能感应光线的强弱,是进行室内外相对光强实验的理想装置。该传感器程大,亦可用于室外进行的化学、生物和环境科学的实验中。
典型应用
※ 测量相对光强
※ 光强与光源距离的关系
※ 研究单缝衍射、双缝干涉、光栅的衍射、光的偏振。
原理:采用了线性硅光电二极管传感器直接将光强信号转换成电流信号,再通过放大转换成标准电信号;光电二极管的光谱特性和人眼的光谱特性非常接近,是一种理想的可见光段光强传感器.
使用提示:
感光元件位于探头的端部,测量时应注意使其直对被测光方向。
数字探究实验室G-M传感器
数字化G-M传感器是核辐射测量中最基本的气体探测器之一,主要用于测量γ射线和β射线的强度,也可用于测量α射线和X射线。
典型应用
※ 计数率测量
※ 放射性与距离的关系
※ 放射性的屏蔽
原理:G-M传感器主要由G-M计数管、高压电源和定标器组成。G-M计数管在射线作用下可以产生电脉冲,高压电源提供G-M计数管的工作电压,而定标器则用于记录计数管输出的脉冲数。
使用提示:
①.在核物理实验中要注意辐射安全,射线可以使人体生物分子受到损伤或破坏,因此对人体是有害的。
②.在日常生活中,天然本底(太阳辐射或宇宙辐射)对体的辐射量是 1 毫希沃特 / 年,而在教学实验中,人体受到的辐射量将不多于 0.01 毫希沃特。尽管如此,在实验过程中,还是要采取防护措施,如射线屏蔽,远离放射源等。
数字探究实验室化学、生物
数字探究实验室PH传感器
这是一款全量程测量酸碱度的数字化传感器,可用于进行各种酸性实验研究。
典型应用
※ 酸碱中和滴定
※ 测量 PH 值
※ 研究缓冲溶液的作用
原理:PH 电极的内部有两个半球形构造:其中一个半球装有氢离子浓度一定的参考溶液,另一个置于电极的底部,是一层只对氢离子敏感的玻璃半透膜。 两个半球之间的电势差就是该电极的输出电压,它包含了所测量的溶液的酸碱度信息。再由传感器里的一个电信号放大器和一个调整片进行处理,电极的输出信号就是通过它们的处理之后,并且调整为 0-5 伏的电压输出到数据采集器的数模转换器里。采集器的存储器将以适当的形式保存这些数据。
使用提示:
①.每次使用前要仔细清洗电极头部并吸干,玻璃球易磨损,勿擦干;测定时应将玻璃球没入溶液中。②.测定后,电极应放在盛有3M氯化钾溶液的套管中长期防置。
③.校准电极时,应选用与待测溶液PH值相近的标准缓冲溶液;仪器在连续使用时,每天要标定一次。
④.请勿使用浓度超过1摩尔或温度超过50 ℃的高(过)氯酸盐、银、硫化物、氟化氢溶液。
⑤.倘若电极泡上有气泡形成,轻轻地向下摇动电极,直至气泡消失。
数字探究实验室色度计传感器
数字化色度计传感器是一种通过对光的吸收比例来测量溶液浓度的传感器。
典型应用
※ 检测液体的浑浊度
※ 化学反应速度
原理:由一个发光二极管发出的单色光通过装有溶液样品的透明容器,然后一部分的单色入射光被溶液吸收,而另外透射光则被一个光电二极管吸收外,从而根据该透射光,计算出该溶液的透光度。
使用提示:
小心使用,谨防对光学和电子器件的损伤。
数字探究实验室电导率传感器
数字化电导率传感器是用来测量流体或溶液的电导率。
典型应用
※ 研究不同溶液的导电能力
※ 环境研究
※ 监测水的纯度
※ 研究化学凝聚对导电率的影响。
原理:电导率电极内置的玻璃基座上有两块铂片,铂片的位置和距离都已固定.当电极插入到某种液体或导电性的流体中,电流流经其中的一块铂片上将会接收到部分电流.两块测量出来并通过数据采集器的数模转换器转化为0-5V电压输出,结果随后被储存在采集器的存储器里
使用提示:
使用完毕后注意清洗干净。
数字探究实验室溶解氧传感器
可实时地测量水中的氧浓度。数字化溶解氧传感器以每公升毫克数为单位测量溶液中的溶解氧含量。
典型应用
※ 测量酵母呼吸时的耗氧量
※ 研究生物对氧气的需求
※ 研究有机物的存在是怎样影响溶解氧浓度的。
原理:使用的是基于克拉克细胞原理的极谱记录测量技术。电极是由一个银阳极和金阴极组成,阳极与阴极之间存在 +800MV 电势差,阴极与阳极在电解质溶液中,只允许氧气通过的半透膜隔离。氧气在阴极通过下面的反应而减少,从而在阴极附近造成一个氧气压为零的点。因此,流过两极的电流转化为电压信号,并补偿温度造成的误差以校准输出,以适当的结果把测量结果输出到数据采集器。
使用提示:
①.须经常样准传感器,电解质溶液也需要更换,其时间间隔取决于使用的频度和测量精度的要求。
②.阴极不能有摔伤,否则会影响到电极的正常工作。③.半透膜比较脆,容易破碎,应小心使用,谨防半透膜被刺穿。
④.避免油脂或其它有机物与之接触。
 
数字探究实验室湿度传感器
数字化湿度传感器测量类似空气等气体的相对湿度。
典型应用
※ 测量环境湿度
※ 研究温度和湿度的关系。
※ 研究干燥剂的作用。
原理:该数字化传感器基于湿度敏感原件而设计,这种敏感原件实际上是一种可变电容器,它的电容随环境湿度改变而变化。输出的测量结果将转变为 0-1V 电信号并输出到数据采集器的数模转换器。
使用提示
数字探究实验室O2传感器
氧气气体传感器用百万分率(ppm)和百分比(%)测量氧气浓度。
典型应用
※ 测量氧气浓度。
※ 研究光合作用。
※ 研究生物对氧气的需求。
※ 研究有氧气参与或生成的化学反应。
原理:氧传感器的工作原理与干电池相似,传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。在一定条件下(高温和铂催化),利用氧化锆内外两侧的氧浓度差,产生电位差,且浓度差越大,电位差越大。
使用提示
 

数字探究实验室CO2传感器
二氧化碳气体传感器测量诸如空气中的二氧化碳气体的浓度。
典型应用
※ 植物光合作用时CO2浓度的变化。
※ 测量CO2的含量。
※ 研究有CO2参与或生成的化学反应。
原理:该传感器利用二氧化碳气体能吸收红外的性质,所以结构方面在传感器探管的两端分别安装了一个红外辐射源和一个非常敏感的红外辐射接收器。接收器能够接受没有被二氧化碳完全吸收的红外辐射。
红外辐射源由热金属丝构成,由于红外辐射的热效应,红外辐射接收器能够测量到由未被二氧化碳吸收的红外辐射导致温度的升高。探管中的二氧化碳含量越高,能被红外线辐射接收器接收到得红外线辐射就会越少,相应的温度的升高幅度也会小一些。接收器会因为温度的变化而输出一个放大的电信号并传输给数据采集器。
使用提示

数字探究实验室心率传感器
通过测量通过我们血管的红外线的投射率的变化而感知我们的心率。
典型应用
※ 测量心率
※ 进行健康研究
原理:用光照射耳垂并测量透射比。当心脏将血液送到耳垂的血管时,耳垂的光透射比就会发生变化。通过软件对这些信号进行分级,就可以计算出心率。
使用提示:
测量过程中保持安静并且不说话或者避免紊乱的呼吸有助于得到精确的读数。
数字探究实验室心电图传感器
用于测量心脏跳动时潜在的电子信号。
典型应用
※ 进行健康研究
原理:
使用提示
 
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