初中化学数字化实验课件

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（一）数据采集器介绍
• 数据采集器是一个数据采集与数据分析功能的综 合理科实验系统。
• 它把实验过程中的物理信号转变为数字信号输出， 全程跟踪实验过程中的数据变化并以多种形式显 示实验结果。
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外接传感器连 接端口
端口4端口3 端口2端口1
计算机连线 端口
AC/DC电源插 座接口
初中化学数字化实验
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• 数字化化学实验室主要包括
实验室、手持技术仪器( 如数 据采集器与各类传感器) 、常规 实验仪器和计算机等。
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一、手持技术的概念与原理 二、手持技术的特点 三、手持技术使用方法介绍 四、手持技术在初中化学实验教学 中的应用示例
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• 逐渐生成有色物质（或沉淀）——可以用光强传感 器测定单位时间内光强的变化
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• 伴随明显的热效应－可以用温度传感器 测定单位时间内温度的变化
• 溶液中离子浓度或种类的改变－可以用 电导率、或离子传感器测定单位时间内 电导率（或离子）的变化
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（三）系统软件介绍
• 实验数据处理程序：利用计算机强大的运算和数据处 理功能，能更好地把握实验的动态以及对实验结果进 行分析、推测，同时还可以通过接口软件对掌上技术 的硬件进行更加精确的操作。
• 实时：数据变化过程与实验过程同时进行，与计算 机连接，就能将显示变化过程的各种形式同时演示 出来，与微型摄像头连接，就能将实验的整个操作 过程演示出来并储存在计算机的硬盘中，实验后可 以重复演示。
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• 准确：既可以用仪器或电脑自动收集数据，又可又 人工控制收集，实验数据可以准确到0.5%，完全符 合中学对实验数据准确度的要求。
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• 它的工作原理如图所示，利用传感器把从外部感
应到的物理量通过电信号的形式传输到数据采集 器,数据采集器将信号规范整合后传送到数据处理
系统进行实时分析、统计、拟合等处理。
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• 传感器(探头)可根据需要测定的参数( 如 温度、湿度、光强、pH值、溶解氧浓度、 电导率、气压、电流、电压等) 而自行选 择
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• 手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而 迅速地收集各类物理、化学、生物、环境等数据， 如位移、速度、温度、声音、光、电、力、pH值、 以及Ca2 + 、NO3- 、NH4 + 、Cl- 的浓度、相对 湿度、心电图等。
• 是一套先进的便携式数据采集系统，可以利用它对 许多自然现象和科学实验进行探究性学习。同时, 这 些仪器的轻巧与便携还为学生进行户外探究提供了 可能。
• 数据采集器主要用于采集并储存实验数据
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• 将计算机与手持技术仪器联用时, 传感器 可以精确地测量与传递实验中所测定的 各种实验参数，所得实验数据将通过数 据采集器传到计算机中, 计算机经由配套 软件将数据以表格和图像的形式呈现, 并 进行分析处理。
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• 例如将温度传感器与 pH 传感器置于盛 有少量水的烧杯中, 随着固体氢氧化钠 固体的加入, 计算机屏幕上将分别出现 两条逐渐上升的实验曲线, 并且在表格 中实时显示温度与 pH 值的变化数据。 可见, 利用基于计算机的化学实验, 能使 传统教学中的定性实验得以量化验证。
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一、手持技术的概念与原理
• 手持技术(Held Technology)顾名思义， 在掌上就可以操作的技术，因而又称“掌 上技术”，是一种常用的传感器技术。它 是由数据采集器、传感器和配套的软件组 成的、定量采集各种常见数据并能与计算 机连接的实验技术系统，由于其体积较小， 在手掌上就可以操作，采集多种数据，故 形象地称为手持技术仪器。
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工作原理：
测量环境
信号检出器
被测信号
放大变换
输出
百度文库信号检测
信号处理
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• 在中学化学实验教学中常用的传感器有以下一些 传感器。
• (1)温度传感器
数字温度计
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• (2)电导率传感器
电导率计
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• （4）压力传感器
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• （5）电压、电流传感器
“开机”、 “关机”按钮
液晶显示屏
“前进”、 “后退”按 钮
“退出”按 钮
“执行”按 钮
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• 能与计算机连接，完成各种后期处理的 实验技术系统。将手持技术与网络技术 整合构成的现代科学实验室成为“掌上 实验室”。
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（二）传感器介绍
• 传感器：
能感受规定的被测量并按照一定的 规律转换成可用输出信号的器件或装置。 或传感器是一种能把物理量或化学量转 变成便于利用的电信号的器件。
• 实时录像系统：将摄像头与计算机连接，可实时地记 录实验现象、将数据曲线与实验现象同时呈现在计算 机上，且记录的数据和拍摄的录像都可以保存在计算 机中，可以随时播放，再现实验过程。
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二、手持技术的特点
• 便携：数据采集器和传感器都较小,实验时在手掌 上就可以操作，可随时随地地进行定量实验探究活 动。
• 综合：数据采集器可与各种传感器连接，可同时进 行物理、化学、生物、体育、环境、气象等学科实 验的定量探究研究。
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• 直观：手持技术可以以图像、图表等多种形式动态 实时地显示实验的变化过程。可以在自己喜欢的一 种显示方式中任意查看某一时刻、某一段时间或整 个过程的实验数据。
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三、手持技术使用方法介绍
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1、数据采集器使用方法
• (1）开机
• 按下数据采集器 面板上的“开 机”(ON）按键， 采集器首先进行 自检，然后显示 主菜单（如右图）
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设置数据采集器的工作模式
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• （6）CO2传感器
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• （7）溶解氧传感器
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• （8）离子传感器
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• （9）色度传感器
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传感器的选择依据
• 生成气体的反应－可以用压强传感器测定单位时间 内压强的变化
• 生成有色物质的反应－可以用色度传感器测定单位 时间内色度的变化