现代实验技术-数字化信息系统

　　数字化信息系统（DIS）应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据，通过计算机的快速处理得到实验的结果，提高了教学效率，使学生可以有更多的时间用于自主探究活动，改变传统的教学模式。

　　学习本节内容所需准备的知识和技能主要有：（1）匀速直线运动物体的图像描述；（2）位移、速度的概念；（3）长度的测量。

　　DIS简介　　

　　1、DIS：是Digital Information System的缩写，意为数字化信息系统。利用现代信息技术进行实验研究，我们称做DIS实验。

　　2、DIS：是Digital Information System Laboratory的缩写，意为数字化信息系统实验室，是由“传感器＋数据采集器＋计算机（装有实验软件包）”构成的新型实验系统。

　　3、DIS的构成、系统框图和传感器使用方法可参考附录。　　

　　1、DIS的构成（以DISLabV5.0为例）

　　（1）传感器：把实验中测量的各种物理量转换成标准的电信号，并把这些信号传递给数据采集器。DIS配备了多种传感器，详见下表。

　　传感器使用方法简介：

　　（1）电流传感器：使用方法与电流表类似，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；如果反接，显示的数值为负数。

　　（2）微电流传感器：一般用于定性观察实验，其使用方法与电流传感器类似。

　　（3）电压传感器：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色线接到电路的高电位端，黑色线接到低电位端，显示的数值为正数。如果反接，显示的数值为负数。

　　（4）压强传感器：用于测量气体压强，其读数为绝对压强值，无需通过大气压加以换算。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。

　　（5）温度传感器：使用方法类似温度计，其温度敏感元件置于传感器金属探针的顶端，使用时要让被测物体与此处充分接触。

　　（6）声传感器：声传感器的敏感器件置于传感器前端，使用时要将其对准声源。

　　（7）位移传感器：由超声波发射模块和接收模块两部分构成。使用时将位移接收模块与数据采集器连接，位移发射模块与运动物体固定在一起，或直接将其作为运动物体（如振子、落体等）使用。

　　（8）力传感器：既可测量拉力，又可测量压力。软件中规定：拉力的示数为正值，压力示数为负值。

　　（9）磁传感器：磁传感器探管前端内置磁敏元件，使用时需接入数据采集器预热几分钟，待读数稳定后再进行测量。软件规定：当传感器的探管指向被测磁场的S极，即磁感线经传感器从探管顶端处穿出时，测量值呈正值；当传感器的探管指向被测磁场的N极，即磁感线从探管顶端处进入传感器时，测量值呈负值，如图所示。示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。

　　（10）光电门传感器：使用高精度光敏器件构成连续的光路。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。下图为本市某中学利用两个光电门探究加速度与力、物体质量关系的实验装置图（未显示计算机）。