Abstract
The article deals with the problem of calculation of errors of improvised devices and installations for physical training experiment in the construction of which digital and analog sensors are used, which are intended for measuring various physical quantities. The general requirements for educational devices are considered: scientific and pedagogical, technical, ergonomic, aesthetic, economic. In the article special attention is paid to the technical requirements of improvised devices and installations. It is noted that it is necessary to ensure their reliability and durability, perfection and simplicity of construction, high metrological indicators. The basic stages of calculation of errors of measurement of physical quantities, features of measurements with use of digital measuring devices are given. The measurement process using digital measuring instruments and automatic measurement methods remove the measurement from subjective errors and have a number of other advantages. It is convenient to make computers and sensors in combination with hardware platforms Arduino, STM32, Raspberry, etc. for the output of home-made appliances. Analog sensors are connected to the analog inputs of the hardware and software platforms that perform analog-to-digital conversion. Digital sensors are easier to use and capable of providing high metrological performance in the design of self-made physical devices. Most sensors have errors in the instructions. The cases of calculation of errors, when the home-made installation uses optical steam as the main measuring tool, are considered. Optical pairs are used in many homemade physics installations - studies of body motion on an inclined plane, studies of rotational motion using Oberbeck pendulum, studies of mathematical pendulum, etc. Examples and schemes of installations and description of experiments with methods of calculation of measurement errors using optical pairs are given. As a result, it is noted that homemade devices using digital sensors, hardware platforms Arduino, STM32, Raspberry and others meet the general requirements for training devices, in particular, have high metrological indicators, are easy to manufacture and require little financial cost.
Highlights
The article deals with the problem of calculation of errors of improvised devices and installations for physical training experiment in the construction of which digital and analog sensors are used, which are intended for measuring various physical quantities
In the article special attention is paid to the technical requirements of improvised devices and installations
The measurement process using digital measuring instruments and automatic measurement methods remove the measurement from subjective errors and have a number of other advantages
Summary
Цифрові вимірювальні прилади – це прилади, які автоматично генерують дискретні сигнали вимірювальної інформації. Аналого-цифрове перетворення може розглядатися як вимірювання значення вхідного сигналу, і до нього застосовуються всі поняття метрології, зокрема, похибки вимірювання. Аналого-цифровий перетворювач плати Arduino має роздільність у 10 біт, що відповідає коду на виході перетворювача 0 ... На точність вимірювання АЦП Ардуіно впливає також джерело опорної напруги. Від джерела опорної напруги залежить в першу чергу точність і стабільність перетворення аналогового сигналу. Можна додатково підвищити точність перетворення, якщо виміряти напругу живлення і врахувати її значення при переведенні коду в напругу. Перетворення аналогового сигналу в цифровий потрібно для зчитування параметрів тільки з аналогових датчиків. Є окремий вид цифрових датчиків – це інтегральні мікросхеми, наприклад DS18B20 – на його виході вже маємо цифровий сигнал і його можна обробляти будь-якими мікроконтролерами або мікропроцесорами без необхідності застосування АЦП, або аналоговий датчик на платі на якій вже розміщений перетворювач.
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
More From: OPEN EDUCATIONAL E-ENVIRONMENT OF MODERN UNIVERSITY
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.