Практикум по физике (стр. 4 )

- Не забывайте устанавливать "высокое качество" при распечатке графика с NOVA5000, иначе не только качество печати будет плохим, но и числа станут "наползать" друг на друга.

9. "ОДНОВРЕМЕННОСТЬ" СНЯТИЯ ДАННЫХ С ДАТЧИКОВ

Ряд работ, где нужно точно сравнить моменты поступления сигналов от нескольких разных датчиков, систематически не получаются. Например, при изучении закона электромагнитной индукции появляется "необъяснимый" сдвиг фаз между ЭДС в катушке и производной измеренного магнитного поля. Также плохо работает и изучение сдвига фаз напряжений в RLC цепочке. Плохо получается и прямое измерение скорости звука микрофонными датчиками. Вероятная причина - неодновременный опрос датчиков компьютером.

10. НОВЫЕ И СТРАРЫЕ ВЕРСИИ КОМПЬЮТЕРА NOVA-5000

После ремонта неисправных компьютеров NOVA-5000 SX (Ver 02.09) в ООО "РЕНЕ" на некоторые из них был установлен другой, более быстрый процессор и Windows Ver. 3.00.27. Увеличилось быстродействие и память. Тем не менее, проблемы с принтером, "зависаниями" во время опытов и ошибки в Multilab (Ver. 2.25) остались.

11. ГДЕ "СКАЧАТЬ" ПРОГРАММУ "MULTILAB" для PC

Данные получены от службы технической поддержки компании "Fourier". Официально разрешено бесплатно использовать эти программы.

ftp://MultiLabVA:*****@***/MultiLab_v1.5_28.09.2010.zip

Если потребуются пароли, то вот они: Username: MultiLabVA, Password: DataLogger,

хотя скачивание должно работать и без ввода паролей (они вписаны в адрес).

ftp://MultiLabVA:*****@*** (Здесь то же самое, но там выложены и прочие версии, предназначенные для MAC 10.4 и выше, а также Windows XP, Vista, windows 7 -32 бит.) - в том числе и версия для PC от 03.2011, она почему-то загружается только на испанском языке и тоже отвратительно масштабирует графики.)

УСТАНОВКА MULTILAB на Windows Vista:

( Проблема - при "обычной" установке на Vista не работал Usblink).

Запустите setup. exe и начните установку.

После этого вручную запустите файлы из основной директории установки Мультилаб:

Microsoft Windows Media Audio and Video 8 codecs. exe

Microsoft Windows Media Encoder 7.1 Distribution. exe

(Windows Vista блокирует эти файлы при установке, из-за этого потом Multilab работает неправильно.) Также иногда антивирусная программа блокирует установку этих файлов.

MULTILAB ДЛЯ MAC

USBlink не будет работать с МАСом . Fourier "сейчас разрабатывает соответствующее программное обеспечение" (апрель 2011).

ОСОБЕННОСТИ ДАТЧИКОВ ЛАБОРАТОРИИ "АРХИМЕД".

ПРОБЛЕМЫ С ДАТЧИКАМИ И КАК С НИМИ СПРАВЛЯТЬСЯ

- Некоторые датчики не соответствуют заявленным параметрам на ряде режимов как по точности, так и по диапазону измерений. (Подробности - ниже).

- Не все датчики подходят для выполнения ряда измерений. Например, чувствительность датчика магнитного поля оставляет желать лучшего при измерении магнитного поля Земли, а обратный ток диода невозможно измерить датчиком тока на 250 мА (нужен чувствительный микроамперметр). Надо понимать, что возможности датчиков не безграничны.

- Затрудняет выполнение некоторых работ отсутствие в комплекте более чувствительных датчиков тока и напряжения. Электрические колебания из-за этого приходится изучать при помощи огромных катушек и конденсаторов больших емкостей; да и напряжение "от батарейки" явно маловато для датчика на ±25 Вольт, нужен блок питания, а с ним датчики работают нестабильно.

- Бывает, датчики определяются неправильно, например, датчик расстояния иногда определяется на NOVA-5000 как датчик влажности.

- Датчики иногда выходят из строя. Например, устройство USBlink (исправно работающее с датчиками тока и напряжения), вывело из строя один за другим два датчика давления.

- Некоторые датчики иногда сильно "шумят". (Например, график температуры может получиться с "шумами", достигающими 0,5- 1 0С )

- Отсутствует чёткое описание принципа работы датчиков, не представлены разумные данные по погрешностям. (Например, как понимать фразу: "точность датчика напряжения 3% во всём диапазоне измерений". Значит ли это, что напряжение 0,01 В измеряется с точностью 3% ? Конечно же нет, такое напряжение этот датчик вообще не способен измерить.)

ПОДРОБНЕЕ ПРО НЕКОТОРЫЕ ДАТЧИКИ

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

УТЕЧКИ:

Все поступившие в нашу школу датчики “DT015-1” (16 шт.) без дополнительной доработки давали утечку. Причина - неплотное крепление шланга к датчику (а под давлением шланг растягивается). С датчиков давления, которые, как заявлено, измеряют давление в диапазоне 0-700 кПа, при давлении около 300 кПа срывает шланг… А если и нет, то ВСЕ(!) датчики дают небольшую утечку в месте подсоединения шланга даже при давлении 200-300 кПа, которую трудно заметить. Часто (и незаметно) трескаются хрупкие пластмассовые переходнички для этих датчиков, появляется утечка, опыты из-за этого не получаются.

СОВЕТЫ:

- Настоятельно рекомендую (если вы собираетесь измерять давления, большие атмосферного) самостоятельно отремонтировать датчики давления. Для этого надо снять крышку корпуса и надеть дополнительный кусочек плотной пластиковой трубки длиной около сантиметра поверх шланга в месте его подсоединения к датчику. (Причина утечки в том, что мягкий шланг раздувается и начинает пропускать воздух при больших давлениях.)

- При выполнении ЛЮБЫХ работ необходимо проверять датчики (иначе работы не будут получаться!). Для этого можно подсоединить шприц объёмом 2-3 мл с резиновым поршнем, сильно, до упора, сжать воздух, подержать 10-20 секунд в таком состоянии, затем посмотреть, вернется ли поршень в первоначальное положение (можно чуть "помогать" ему). Если поршень получил новое "устойчивое" положение - была утечка. (Давление при этом должно достигать 4-5 атмосфер.)

- Можно подсоединить к датчику сухой шприц на 5-10 мл. с резиновым поршнем, включить регистрацию данных, создать давление 300- 400 кПа, убедиться, что оно не падает со временем в течение 15-20 секунд.) Поршень шприца надо удерживать неподвижно.

- Герметичность переходника легко проверить опусканием в воду (при этом в шлангах надо создать давление). Сам датчик мочить нельзя.

ТОЧНОСТЬ:

Все имеющиеся у нас датчики давления (16 штук) с приемлемой точностью могут измерять только атмосферное давление. Например, нулевое давление определяется как 15-18 кПа, а вместо 200 кПа датчик покажет 170. Нами были проведены детальные исследования этих датчиков (работа Велиева и Коломейцева).

показания "эталонного" манометра, кПа

усредненные показания датчиков, кПа

Оказалось, что показания датчиков верные только в точке, равной атмосферному давлению. В связи с тем, что датчики давления без дополнительной калибровки совершенно непригодны для измерения малых давлений и дают погрешность до 20% при измерении высоких давлений, не получается много интересных работ, например, измерение давления насыщенного пара воды при различных температурах.

Разброс показаний датчиков между собой в диапазоне 0-350кПа не превышает 2-3%, а в диапазоне 350-500кПа не превышает 3-4%, что позволило вывести калибровочную функцию для корректировки показаний всех экспериментальных датчиков.

Калибровочная функция для корректирования показаний датчиков :

P = 1,209*Pдатч-22,6 (Рдатч - измеренное давление, Р - верное), её рекомендуется применять при выполнении работ с лабораторией "Архимед". При помощи этой функции можно скорректировать данные непосредственно в программе Multilab. (Следует отметить, что через мастер анализа выполнить это простое линейное преобразование на наших NOVA-5000 не получается!). При этом калибровка стандартными средствами программы Multilab также не получилась. Калибровочный винт, имеющийся на датчике, позволяет верно установить лишь одно значение давления, например, атмосферное.

Точность показаний откалиброванных датчиков - порядка 3 - 5%

ЕЩЁ:

- Датчик имеет шланг объёмом около 0,7 см3, что существенно в некоторых опытах. Кроме того, этот объём зависит от давления (трубка растягивается).

- Датчик расхода воздуха – это чувствительный датчик разности давлений. Можно попробовать приспособить его для соответствующих работ.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Датчик температуры (усовершенствованный термопастой) НЕ может измерять температуру выше 100 0С (его показания в этом диапазоне явно занижены), несмотря на заявленные в паспорте 110 0С.

В диапазоне от 20 0С до 100,0 0С существенных отклонений от показаний "эталонных" термометров не выявлено.

Термопара в трубке датчика греется "через воздух", показания запаздывают на 20-30 секунд, в то время как улучшенный нами при помощи термопасты датчик работает в 4 раза быстрее. В результате многие исследования получаются плохо.

Погрешность и разброс показаний разных датчиков не превышает 1 OС.

СОВЕТЫ:

Вполне можно и нужно самостоятельно увеличить быстродействие этих датчиков. Для этого датчик разбирают (черную трубку можно немного обрезать), на дно металлического корпуса при помощи тонкого "инсулинового" шприца с насаженной на него тонкой длинной трубкой помещают разумное количество теплопроводящей пасты (её приобретают в любом компьютерном магазине), собирают датчик, фиксируют соединение с помощью, например, надетой сверху "термоусадочной" трубки. Постарайтесь при этом обеспечить контакт экранирующего провода (вы увидите его, разобрав датчик) с трубкой.