数字化实验中传感器和实验管理平台的设计及应用

摘要

在新课程改革中，数字化实验的探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中。实行高中新课程这一年多来，探究性实验设备特别是较高精度的数字化实验设备的需要与实际设备不足的矛盾越来越大。目前，国内中学实验的设备都是传统的实验设备，不适合中学探究性实验的需要。市面上的数字化实验设备是国外引进(或中外合资)的，价格昂贵，农村中学或非重点城市中学使用不起，不宜推广。 本文从介绍感测技术基础、传感器的定义、传感器的发展情况、各种传感器的感测量原理及其工作原理开始，并针对以上的问题进行研究，对中学实验所使用的传感器进行研究，结合数字化实验系统的需要，制作一批适合中学实验使用的、价格便宜的传感器。符合中国国情，特别在农村中学推广使用有实际意义。 在第三章重点介绍中学实验室使用的传感器的制作方法和制作过程。目前，已完成了电压、电流、温度、湿度、磁、力等传感器的设计和制作，还详细介绍了传感器的标定方法，力求做到测量值、感测值和实际物理量之间达到线性关系。 本文还详细对介绍了数字化实验管理平台的系统需求分析、功能设计、系统架构设计、数据库的设计及其实现过程。还介绍了数字实验管理平台与虚拟仪器系统的接口设计，与虚拟仪器系统构成学生远程实验平台。 另外，本文对数字化实验系统管理平台和传感器的实际应用案例进行了详细介绍，选择中学实验作为案例进行测试，测试结果为操作简单、稳定性强和适合中学的数字化实验管理要求，同时所制作的传感器也符合声卡采集和虚拟仪器系统的要求，达到现实实验目标。除此以外，还总结了本课题的优势、研究中的不足和需要继续改进的地方，指导课题的下一步的研究和应用的方向。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章感测技术基础与传感器原理

第三章数字化实验传感器的设计与实现

第四章数字化实验管理平台的设计

第五章数字化实验管理平台的实现

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

附录