CN102364556A - 分光计实验装置 - Google Patents

Abstract

一种分光计实验数据的采集、传送和实时处理装置，包括：平行光管、望远镜、载物台、角度传感器、嵌有单片机的电路板、蓝牙发射模块、显示器、用于实验数据收集和实时处理的配置蓝牙接收模块的计算机和数据处理程序，分光计实验使用望远镜进行观察，其特征在于：该分光计实验仪在刻度圆盘和望远镜之间加装了角度传感器，该角度传感器同单片机相连接，角度传感器测量的数据会传输给单片机，单片机再将数据实时传送给并显示在与单片机相连接的显示器上，学生全部测量所需数据后，按嵌有单片机的电路板上的“发送”按钮，包含上述数据和学生编号和姓名的数据包经蓝牙发射模块发送到老师的计算机上，再由计算机对数据进行存储和后续处理。

Description

分光计实验装置

技术领域

本发明涉及一种大学物理实验装置，主要涉及一种分光计实验数据的采集、传送和实时处理***，属于大学物理实验仪器领域。

背景技术

分光计实验是大学物理实验教学的基本实验之一，主要涉及到相关光学现象的观察和角度的测量。目前国内大多数高校采用的都是传统的分光计实验仪。几十年的实验教学证明，传统的分光计实验仪存在的主要缺点：(1)由于目前近视学生比较多，通过显微镜观察调节非常吃力；实验中，学生在读取数据的过程中，需要不断重复的动作：通过显微镜观察、读取刻度圆盘上的数值(角度值)、在实验报告记录纸上记录实验数据，如此反复，很容易出现视疲劳而引起角度记数错误，而且如果中途出现碰撞、振动等干扰还会造成记数失败。这些因素往往是学生花费较长实验时间和出现人为测量误差的主要原因。(2)现有的过程都是学生在显微镜中观察，然后读取分光计实验仪刻度圆盘上的读数，再对读数进行手抄，所提交的实验报告都是以手抄的实验数据为基础的。

这样的实验过程存在三个问题，第一：对于学生的实验掌握程度不易了解，众所周知，学生之间的抄袭现象是普遍存在的，如果学生在实验后抄袭了他人的实验数据，并以此来提交实验报告，实验老师对此并不能及时发现，因为学生的数据记录过程完全是独立于老师的，这样导致的后果就是老师对于学生的实验掌握程度不能具有一个很好的了解，进而导致对于教学质量的评估出现偏差；第二，学生在数据记录过程中费时、费力，数据彼此间分立，容易产生错误；第三，实验教师对学生数据的处理多凭经验，在评分过程中不可避免的出现偏差。

本发明就是针对上述的问题而提出的，提供一种分光计实验数据的采集、传送和实时处理***，其能够实现传统分光计实验的内容，而且方便准确的读取实验数据、传送数据、实时处理实验数据。在教学中，可以根据实验需要，随时更改实验内容，简单、易行。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供了一种分光计实验数据的采集、传送和实时处理***，包括：平行光管、望远镜、载物台、角度传感器、嵌有单片机的电路板、蓝牙无线传输模块、液晶显示器、用于实验数据收集和实时处理的计算机和数据处理程序。

分光计实验使用望远镜进行观察，现有技术很成熟，在此不再进行赘述。本发明的特征在于：本分光计实验仪上配有角度传感器，该角度传感器同单片机相连接，角度传感器测量的数据会传输给单片机，单片机再将数据实时传送给并显示在与其相连接的液晶显示器上。学生全部测量所需数据后，按嵌有单片机的电路板上的“发送”按钮，包含上述数据和学生编号和姓名的数据包经蓝牙发射模块发送到老师的计算机上，再由计算机对数据进行后续处理。

通过上述装置，就解决了前述问题，实验中，学生不必在望远镜、刻度圆盘、实验报告记录纸上来回反复，只需专心致志的观察望远镜视场中的亮线，当需要记录数据的时候，按下嵌有单片机的电路板上的“记录”按钮，数据自动经单片机传输给显示器；每进行一次实验之后，学生都能实时的在显示器上看到该次的实验数据，也即望远镜所转过的角度，如果对于实验结果不满意，可直接将数据删除，重新进行实验，其最后看到的是一个整体的全部的实验数据；再者，学生每次实验完毕后，都需要将包含有个人信息的实验数据发送到老师的计算机上，能够保证老师看到每个学生原始的实验数据，有效的防止了学生之间抄袭现象的发生；第三，采用此***，计算机程序将实验数据处理并存储后，可随时调用，作为教师在给定实验报告分数时的客观依据，从而进行方便、公正的实验评价。

附图说明

图1为分光计结构示意图；

图2为分光计实验装置数据的采集、传送和接收模块示意图；

在上述图中，1表示三角底座，2表示平行光管，3表示望远镜，4表示载物台，5表示刻度圆盘，6表示平行光管水平仪，7表示载物台水平仪，8表示望远镜水平仪，9表示单片机，10表示显示器，11表示蓝牙发射模块，12表示配有蓝牙接收模块的计算机。

具体实施例

图1示出了本发明中分光计的结构示意图，该机械部分与现有技术中的分光计一致，本发明中在刻度圆盘5和望远镜3之间加装了角度传感器。

本发明的特征在于其还包括数据的采集、传送和接收模块。学生旋转并通过望远镜3看到通过平行光管2的亮线后，使亮线与望远镜筒中的刻度线对齐，按下嵌有单片机的电路板上的“记录”按钮，角度传感器自动将望远镜3所转过的角度数据传输给单片机，单片机再将该数据实时传输到一个与其相连接的液晶显示器上，并且，嵌有单片机的电路板上还设置有“发送”按钮和蓝牙发射模块，通过按下所述“发送”按钮，所述蓝牙发射模块会将包含有学生信息和上述数据的数据包传送到老师计算机上的蓝牙接收模块，接收后在该计算机上存储和处理。

显示器：单片机芯片采集过来的数据，由一个8时TFT液晶显示器将实验内容和数据全部显示出来。学生通过液晶屏观察的实验数据具有整体感，可以通过对比不同测量组的数据，判断实验中可能存在的操作错误。对于错误数据，可由嵌有单片机的电路板上的“删除”键直接删除。使用者还可以根据实验中数据多少的不同，选择不同的、合适尺寸的液晶显示器。

数据传送：实验数据临时存储在单片机中，嵌有单片机的电路板上设置有“发送”按钮，按一下该按钮，则数据经蓝牙模块通过蓝牙无线信号发送出去。

数据接收：计算机上插有蓝牙适配器做为蓝牙接收模块，可以接收蓝牙信号。

数据实时处理：计算机上有编写好的程序，读取蓝牙适配器接收到的数据，存储实验数据到以学生学号和姓名为文件名的文件中，作为数据备份。同时，计算机程序还可对实验数据进行处理，处理后的结果实时显示在计算机屏幕上，以方便教学的老师实时判断学生做的实验好坏，以及为批改实验报告提供客观依据，方便教师甄别学生数据的准确度。

如果想更改部分实验内容，只需在单片机内重新写入程序，调整液晶屏显示内容，改写计算机处理程序，可节约大量仪器更新和改造费用。

Claims (3)

1.一种分光计实验数据的采集、传送和实时处理装置，包括：平行光管、望远镜、载物台、角度传感器、嵌有单片机的电路板、蓝牙发射模块、显示器、用于实验数据收集和实时处理的配置蓝牙接收模块的计算机和数据处理程序，分光计实验使用望远镜进行观察，其特征在于：该分光计实验仪在刻度圆盘和望远镜之间加装了角度传感器，该角度传感器同单片机相连接，角度传感器测量的数据会传输给单片机，单片机再将数据实时传送给并显示在与单片机相连接的显示器上，学生全部测量所需数据后，按嵌有单片机的电路板上的“发送”按钮，包含上述数据和学生编号和姓名的数据包经蓝牙发射模块发送到老师的计算机上，再由计算机对数据进行存储和后续处理。

2.根据权利要求1所述的装置，所述显示器为液晶显示器。

3.根据权利要求1所述的装置，所述嵌有单片机的电路板上还设置有的“删除”键，用于在实验过程中删除操作错误的实验数据。

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