WR-2000A型数字化探究实验室设备一、概述从信息化的发展历程来看，一国的信息化将经历信息产业化，产业信息化，经济信息化和社会信息化这样一个过程。教育信息化作为产业信息化的重中之重，将为其他产业的信息化提供智力基础和人才基础。数字实验室就是顺应教育信息化改革的产物，全面支持大学、中学理化生常规实验、小学科学和探究性实验的要求，是配合理化生实验室的改革，构建国际先进的 数字化实验系统 的主要技术装备，其功能特点决定了它既能很好地支持学校的常规教学实验，又能支持高层次研究开发，为教师和学生提供一个演示和探究性实验的系统平台。我们相信只要不断为客户提供最优质的产品和服务，就必将共同迎来美好的明天！1.1什么是数字实验室数字实验室不是一个单一的产品，而是提供一套整体的解决方案。它由 数据采集器（安装数字实验室管理和数据分析配套软件，集采集、显示、处理为一体）＋传感器（包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器）＋配套教具 组成。数字实验室既克服了传统实验仪器和实验方式的弊端，又真正实现了信息技术与常规教学、探究性实验的完美结合。DISELAB数字实验室解决方案的所有软、硬件设备，产品性能已达到国际先进水平。其中独创的大屏幕数据采集器不仅方便了广大师生的实验操作，还为学校节约了大量资金（学生终端不再需要PC机）；另外，独创的多种数据传输方式（USB、以太网、无线网络），让用户彻底摆脱了系统集成、布线等烦恼；大屏幕数据采集器中安装的全中文菜单式操作数据分析软件，易学易用，无需为必须接受大量复杂的培训才能操作设备而担心。另外DISELAB数字实验室解决方案中强大的数字实验室管理和数据分析软件首次把管理的概念带入实验室中，提出全新的数字实验室的概念，不仅真正意义上实现了学生与教师的互动，方便教师对学生的指导，更是让教师轻点鼠标就可以实现对整个实验室的控制。我们采用开放的平台和开放的架构，具有良好的可扩充性，可以通过软件升级来满足用户未来不断增长的各种需求。1.2数字实验室的优势 第一，摒弃如天平、弹簧测力器、计时器这些传统测量误差性比较大的实验工具，将学生彻底解放出来，减少繁琐的数据处理，从而更加专注于实验分析本身；　　第二，迅速、精确地获得实验数据。数字实验室系统大大缩短用于实验的时间，而且得到的数据更加精确、直观。　　第三，数字实验室系统摆脱了学生终端的电脑束缚，可以使更多学生能使用学生终端，自己动手做实验，从而增强学生的动手能力，更好地达到实验目的。第四，让一些使用传统实验手段难以实现的实验成为可能。在传统的实验条件下摩擦力的测量只能在黑板上 演示 。现在，应用传感器采集数据，摩擦力的细微变化可即时呈现于电脑屏幕上。 圆锥运动中向心力的测量 、 碰撞过程中力的分析 等许多过去中学不可能完成的实验，利用数字实验系统均可轻松完成。这对大中小学理化生实验具有非常强的实用性。1.3DISELAB数字实验室的4种构建模式 DISELAB数字实验室由 数据采集器（安装数字实验室管理和数据分析配套软件，集采集、显示、处理为一体）＋传感器（包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器）＋配套教具 组成。1．3．1数字实验室的构建模式一：图形数据采集器：集采集数据、显示实验数据和曲线、处理实验数据于一体。传感器：包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器。配套教具：为方便实验数据采集而设计的各种专用教具。网络连接方式：教师和学生各组之间通过网络交换机连接成局域网。1．3．2数字实验室的构建模式二：计算机：显示实验数据和曲线、处理实验数据。数据采集器：接驳多个传感器，同时采集数据，并传输至计算机。传感器：包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器。配套教具：为方便实验数据采集而设计的各种专用教具。网络连接方式：教师和学生各组之间通过网络交换机连接成局域网。1．3．3数字实验室的构建模式三：无线图形数据采集器：集无线采集数据、显示实验数据和曲线、处理实验数据于一体。无线蓝牙传感器：包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器。配套教具：为方便实验数据采集而设计的各种专用教具。网络连接方式：教师和学生各组之间借助无线路由器，通过无线网络传输数据。 各组内无线图形数据采集器和无线蓝牙传感器之间通过无线蓝牙技术交换数据，不再需要接驳各种连接线。1．3．4数字实验室的构建模式四：计算机：显示实验数据和曲线、处理实验数据。无线数据采集器：接驳多个传感器，同时采集数据，并传输至计算机。无线蓝牙传感器：包括各种常规实验和探究性实验要求的理、化、生传感器。配套教具：为方便实验数据采集而设计的各种专用教具。网络连接方式：教师和学生各组之间借助无线路由器，通过无线网络传输数据。 各组内无线数据采集器和无线蓝牙传感器之间通过无线蓝牙技术交换数据，不再需要接驳各种连接线。二、DISELAB数字实验室产品介绍和主要特点2.1数据采集器DISELABDBS-C101、专用图形数据采集器，10.1吋大屏幕显示，LCD（1024*600）、大容量锂电池供电可至少工作两小时、1GB内存，完全脱离电脑使用，用户可以在室外采集数据。2、自带存储（不少于16G），可存储多组实验数据；能对同一实验多次采样获得的数据进行实验结果分析，显示实验图形。3、在采集器内进行坐标轴的变换，获得不同数据之间的关系曲线。4、对实验结果可以进行线性、正弦、反比等拟合运算，并给出运算结果。5、具备3个USB接口（可扩充至6个）、网络接口、可升级软件，以支持新开发的传感器或新增加的功能。6、支持WIFI802.11b/g无线网络。7、自动识别传感器，即插即用。8、包含不少于100个符合我国中小学教材的实验案例，并支持用户任意添加。9、至少可同时接入3个传感器（多至6个），同时采集不同数据。10、可通过无线蓝牙技术与无线蓝牙传感器连接。2.2数据采集器DISELABDBS－UDISELAB DBS－U型数据采集器：1、提供4个并行的传感器数据USB2.0接口，自动识别传感器，传感器接入无端口限制，均支持双向数据传输；2、与电脑通讯的USB接口，既可以与电脑连接传输数据，也可以通过电脑的USB提供数据采集器的电源；3、即插即用系统结构，可自动监测用户连接传感器的情况。4、可通过无线蓝牙技术与无线蓝牙传感器连接。2.3传感器1、电压传感器Phy001：电压传感器的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，电压传感器上的红线接正极，黑线接负极；如果接反,显示的数值为负数。典型应用：电阻串并联实验、欧姆定律、测定金属丝的电阻率、小灯泡的内阻、自感现象、电磁感应现象。规格：电压量程： 15V，分度：0.01V量程根据测量值自适应2、电流传感器Phy002：电流传感器的使用方式与电流表类似，使用时把电流传感器串联在电路中，电流传感器上的红线接正极，黑线接负极；如果接反,显示的数值为负数。典型应用：电阻串并联实验、欧姆定律、测定金属丝的电阻率、小灯泡的内阻、自感现象、电磁感应现象。规格：电流量程： 1.5A，分度：0.01A、量程根据测量值自适应。3、力传感器Phy003：力传感器可以测量拉、压两个方向的力，传感器中具备过载保护，力传感器上的按钮长按可以切换力的正负，短按可以清零，在力传感器中同时配备了拉力使用的钩子和推力使用的平头推部件，以方便实验。典型应用：测量振动中的力、测量向心力、牛顿第三定律。规格量程：-50N～+50N，分度：0.01N4、温度传感器Phy004：常规温度传感器使用不锈钢探头，使用敏感元件PT100铂电阻，更加耐用，测量也更稳定。温度传感器的使用方法类似温度计,使用时要让被测物体与探头充分接触。典型应用：热传导、吸热 放热反应中的温度变化、摩擦生热。规格：量程：-20℃～120℃，分度：0.05℃5、光电门传感器Phy005：光电门传感器的探头用高精度的光发射与接收器件构成连续的光路，测量物体通过光电门的时间。在已知运动物体长度的条件下，即可得出物体的运动速度。典型应用：验证动能定理、动量定理、机械能守恒定律、瞬时速度的测量、单摆法测重力加速度、弹性势能和动能摆的运动。规格：量程：0～1000秒，分度：0.1毫秒6、位移传感器Phy006：用于测量物体移动的距离。移动的物体要对准传感器的数据接收端。位移传感器由发射器和接收器组成，使用时可以组成两种模式：（1）对射式，接收器固定安装，发射器装在运动的物体上；两者位于同一直线上，发射口与接收口相对。测量的是发射口到接收口间的距离。（2）反射式，把发射器与接收器捆绑在一起，发射口与接收口朝一个方向，前方放一个反射物（一般用硬质、白色的平面）。测量到的值等于传感器到反射面距离的2倍。位移传感器的置零要在有屏采集器或PC机上进行。位移传感器的发射器，内置有可充电锂电池，要打开电源开关，发射器才能工作。为避免电源过快消耗及产生大量的无用数据，用户应在采集完成一次位移数据后，关闭电源，待下一次采集前再打开电源。为此，发射器还设有自动关机功能，当发射器3分钟不移动，发射器将自动关机；要重新打开，只需把发射器的电源开关，先拨向 关 ，再拨向 开 即可。典型应用：匀速直线运动测量、研究加速度与作用力的关系、研究加速度与质量的关系、研究弹簧的简谐振动。规格：量程：0.05m～2m 分度：5mm、接受视角： 15 7、磁感应传感器Phy007：磁感应传感器探管前端内置磁敏元件,将探管前端放入待测磁场即可。校零时，将传感器前端伸入消磁管中，按校零按钮即可。典型应用：研究条形磁铁和电磁的磁场、通电螺线管的磁场强度的影响因素、匀强磁场。规格：量程：-67mT～67mT，分度0.025mT、霍尔元件固化在塑料中，结实耐用。8、微电流传感器Phy008：微电流传感器一般用于定性观察实验，其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，微电流传感器上的红线接正极，黑线接负极。如果接反，显示的数值为负数。典型应用：验证楞次定律、微弱磁通量变化时的感应电流规格：量程： 3 A 分度：0.01 A、量程根据测量值自适应。9、气压传感器Phy009：气压传感器可以测量绝对压强，通过有屏采集器或PC机的校零按钮可以实现相对气压的测量。同时配备了配套针筒，以方便实验。典型应用：探索气体定律（理想气体、查理定律、玻意耳定律等）测量化学反应的速率。规格：量程：0～700kpa 精度：3kpa10、光强（光照度）传感器Phy010：用于测量光照的强度,使用方法:将传感器的前端指向所测方向，让待测光线进入光强传感器的通光孔即可。典型应用：比较光强与距离的关系、研究干涉/衍射/偏振、在日光下测量相对光强度。规格：量程：0～15000lux，分度：所选量程的0.5%11、声强传感器Phy011：声强传感器可以测量环境中的噪音。声强传感器与有屏数据采集器配合使用可以作为移动型的声强计；结合软件使用，可以测量声音的波形。典型应用：探索环境中的噪音、声音波形的测量。规格量程：0dB～110dB 分度：0.1dB响应频率：35Hz～44KHz12、加速度传感器Phy012：加速度传感器可以测量运动中的加速度和方向，使学生能更好地理解加速度与力的关系，加速度与质量的关系。典型应用：电梯中的加速度、牛顿第二定律、汽车的启动、转弯等的加速度。规格：量程： 8G分度：0.02G13、热敏温度传感器Phy017：热敏温度传感器具备低热容和小巧的尺寸，反应速度很快，可以方便地观察环境中温度的变化，即使是人呼吸导致的温度变化也能感应到。热敏温度传感器同样能使用在溶解氧传感器中，作为化学传感器的温度补偿使用。典型应用：观察冰箱中水温的变化、测量蒸发冷却。规格特点：量程：-10℃～70℃分度：0.01℃14、微电压传感器Phy020：微电压传感器的使用方法与电压表类似，使用时把微电压传感器并联在电路中，微电压传感器上的红线接正极，黑线接负极；如果接反,显示的数值为负数。典型应用：电阻串并联实验、小灯泡的内阻、水果电池。规格：量程1： 600mV，量程2： 60mv 分度：0.01mV量程根据测量值自适应15、相对气压传感器Phy015：相对气压传感器可以测量相对压强，通过采集器的校零按钮可以实现硬件校零。典型应用：绿色植物的蒸腾作用。规格：量程：0 10kpa16、PH值传感器Che001：pH传感器可以连续测量溶液中的PH值，这在传统实验中是很难测量的，同时PH电极使用标准BNC接口，方便更换。注：pH值传感器在使用之前是需要标定的。典型应用、酸碱中和滴定、放热反应、牛奶的酸化。规格：量程：0～14 分度：0.01pH17、电导率传感器Che002：用于测量溶液的导电能力，将传感器的探头部分放入到溶液中，即可测得电导率。电导率传感器具备大量程的特点，测量准确，同时在测量不同浓度溶液时自动切换量程，电极可以替换。典型应用：测量不同水样的电导率、研究化学沉淀的形成。规格：量程：0～20mS/cm 分度：0.001mS/cm电极接口：标准BNC接口18、溶解氧传感器Che003：溶解氧传感器在水质、生物、化学研究中都需要用到，它具备量程宽泛、分辨率高等特点，通过外置温度补偿技术，确保测量更准确。注：溶解氧传感器在使用之前是需要标定的。典型应用：水质测量研究有机物的存在是怎样影响溶解氧含量的规格：量程：0～20mg/v可以更换膜片，维护方便19、色度传感器Che004：色度计除可以测量溶液的色度外，还可以获得红、绿、蓝三元色的比例，另外还可以获得待测液体的饱和度的数值，在色度计上有专用的校准白平衡的按钮。使用方法：1、将比色皿取出，在比色皿中滴入清水，滴满到2/3为止；2、将比色皿放入色度计中，切记手拿着磨砂的两面，光滑的两面对准色度计中的光源，放好后，按下色度计上的 白平衡校正 按钮，进行白平衡校正。3、再将比色皿取出，滴入有色溶液，将溶液摇晃均匀，放入色度计中，即可测得实验数据。典型应用：研究吸光率和浓度的关系（比尔定律）、测量未知溶液的浓度、米勒实验。规格量程：0～100％ 分度0.1％20、氧气传感器Bio001：氧气传感器可以精确测量大气或封闭空间中的氧气浓度，具备宽广的量程（0～100%），在很多实验中都可以使用，如果与二氧化碳传感器配合可以在教室或野外进行更多的环境、生理实验。典型应用：测量动物，昆虫的呼吸作用、观察植物光合作用、研究酵母的呼吸作用。规格：量程：0～100% 精度：测量值的5%21、二氧化碳传感器Bio002：二氧化碳传感器能测量开放及封闭环境中的二氧化碳，利用非色散红外探测感应技术，具备了宽广的量程，可以测量50000ppm以内的二氧化碳含量，通过通讯协议交换数据，每次采集数据前会自动校准。注：第一次使用时，有三分钟的反应时间，在其后的使用时，有三十秒左右的反应时间，此时间过后实验数据即可稳定。典型应用：植物光合作用、酵母的呼吸作用、进行化学反应研究。规格：量程：0～50000ppm（采用红外测量的原理）22、湿度传感器Bio003：用于测量一定环境中的湿度情况，将传感器放在需要测量的环境中，即可测出该环境中的湿度。典型应用：绿色植物的蒸腾作用、探究种子萌发的环境条件、光对鼠妇生活的影响。规格：量程：0～100% 精度：测量值的3%23、浊度计Che005：浊度计可以测量溶液的混浊度。典型应用：认识溶液、乳浊液和悬浊液。规格：量 程：0 400NTU24、高温传感器Che006：高温传感器可以直接测量高温气体或火焰的温度，用传统的温度测量设备是很难实现的。典型应用测量火焰温度研究对比酒精灯内焰与外焰的温度规格：量程：200-1300℃ 精度：1℃DISELAB数字实验室的附件包括探头连接USB线,网线,电源、无线网络配件。1. 探头连接线：DISELAB数字实验室提供四根探头连接USB线,用于连接DISELAB数据采集器与传感器。2. USB线：提供一根USB线,用于把DISELAB数字实验室数据采集器中的实验数据上传到教师所用的PC机上。3. 网线：DISELAB数字实验室提供一根网线,用于把DISELAB数字实验室数据采集器中的实验数据上传到教师所用的PC机上。2.4实验数据分析系统主要功能：DISELAB数据分析软件系统用于读取、存储、分析来自数据采集器及其连接的各类信号传感器的数据，并能够按照指定的速率重放数据的采集过程。它提供了图形、表格、仪表、温度计等多种数据观察方式；通过采用实验模板的方式来设置数据采集器及其连接的各类信号传感器的工作方式；还提供了手写公式设定计算量的功能以及10余种数据分析方法。1、软件主界面：软件操作界面简单明了，便于师生使用，系统自带帮助文件，方便即时查询。2、软件系统的运行环境：处理器：Intel系列处理器PentiumIV800MHZ以上CPU内存（RAM）：256MB以上、硬盘：4GB剩余空间以上。3、软件系统的安装模式和升级方法：系统提供两种软件安装模式：安装版软件：运行Setup.exe程序进行安装。绿色版软件：将系统的整个目录复制到任意目录下即可运行。程序升级对于安装版软件，只需执行升级安装包的Setup.exe即可完成所有的升级工作。升级安装包会自动完成老版本软件的卸载及新版本的安装等工作。对于绿色版软件，则只需将升级包中的文件覆盖到执行目录下即可。4、实验模板和数据管理：软件支持 新建 实验， 保存 实验模板和数据，也可以 打开 已有实验模板及数据，在 脱机 状态下再现原实验采集过程。5、设备工作方式设定：基本参数设定：设定传感器的采样频率、光电门的工作模式。开始实验参数设定：四种采样方式：连续采样、快照采样、阀值触发、有值采样结束实验参数设定：三种结束条件：按时间结束、按数据行数结束、按数据阀值结束6、数据展示方式：在图形展示方式下，可以将所展示的实验数据图形复制下来，粘贴到任何支持图形的编辑器中，包括本系统提供的报告制作窗口可以增加、删除当前窗口图形中的文字标签可以在当前图形窗口进行曲线拟合、数据统计、面积计算等操作修改当前窗口图形的顶部标题文字（图形标题输入框）点击后切换显示/不显示当前窗口图形中的曲线图例（曲线标题）点击后选择显示在当前窗口图形中的实验数据的采样次数（采样次数）点击切换显示/不显示左侧Y轴及数据曲线；设置在左侧Y轴上的标题；设置左侧Y轴的坐标数值范围，点击自动缩放，则该轴会根据实际显示数据的大小自动调整坐标范围至最合理；选择该轴上显示的数据列，被选中的数据可设定是否显示线条和是否显示数据点（左侧工具栏）6.1点击切换显示/不显示右侧Y轴及数据曲线；设置在右侧Y轴上的标题；设置右侧Y轴的坐标数值范围，点击自动缩放，则该轴会根据实际显示数据的大小自动调整坐标范围至最合理；选择该轴上显示的数据列，被选中的数据可设定是否显示线条和是否显示数据点（右侧工具栏）6.2设置在X轴上的标题；设置X轴的坐标数值范围，点击自动缩放，则该轴会根据实际显示数据的大小自动调整坐标范围至最合理；选择该轴上显示的数据列。点击后，当前窗口图形的X轴、左侧Y轴、右侧Y轴都进入自动调整坐标状态（底部工具栏）6.3当鼠标悬浮在数据曲线的点上时，鼠标提示上会显示该点的名称和数值；可以对鼠标选择的图形区域进行放大、数据排除、数据分析等操作；可以对选择的图形区域进行（中央图区操作）◆表格：系统默认显示全部的数据列。也可通过设置屏蔽一部分数据列。通过采样次数菜单项可设置当前显示的是哪一次采样的数据。通过放大、缩小和还原可以调整在表格中显示的数值字符大小。◆仪表：打开仪表窗口后需要首先设置该仪表是显示哪个数据列，可选的范围包括传感器数据和计算量数据。系统会自动设定该仪表的刻度范围和刻度数量，也可手工调节。◆温度计：打开温度计窗口后需要首先设置该温度计是显示哪个数据列，可选的范围包括传感器数据和计算量数据。系统会自动设定该温度计的刻度范围，也可手工调节。同时也可设置是否显示右侧刻度。系统默认左侧刻度为摄氏，右侧为华氏，系统会自动同步两边的刻度。◆数字：打开数字窗口后需要首先设置该数字窗口是显示哪个数据列，可选的范围包括传感器数据和计算量数据。在该窗口中显示的数值会根据数字的长短自动调节字符的高度至最佳显示效果。◆报告：报告窗口用于显示实验指导或其他各类说明文件，并可在此编辑实验报告等文档。当前窗口内的编辑内容在保存数据或模板时会包含在模板文件中。◆视频：打开视频窗口后，可以播放视频文件或Flash文件。在保存模板或数据时，视频文件不会包含在模板文件中，而只会保存视频或Flash文件的绝对路径文件名。◆统计：统计是指对多次采样的数据进行统计计算并绘图。分析方法包括：平均值、最大值、最小值和合计。7、重放：系统支持对已采集的数据重放采样过程。可以选择不同的采样次数进行重放，一次可以重放一次采样过程。可以通过拖拉控制条选择重放的速率，速率的范围为：原始速率的1/4、1/2、1倍、2倍、4倍。在重放过程中，图形窗口会重新绘制当次采样的数据点；表格窗口会按照采样速率依次高亮显示采集到的数据；仪表、温度计、数字窗口可以按照重放的进程显示当时的采集数据。传感器观察窗口不会重放采样过程。重放窗口采用半透明设计,这样不会影响被遮挡部分图形数据的观察。8、在线帮助显示本系统的使用帮助，并可通过默认搜索引擎搜索关键词，或链接至本系统的官方主页，获得最新资讯。2.5主要特点：1、系统模块化、整个系统由各个模块组成，可以灵活配置，符合各种需求。2、开放支持任何可测量的物理量、开放的接口可以接驳未来开发的各种探头。提供了对测量范围和测量精度的拓展性，可扩展的探头种类多达几百种。一台学生终端可以同时连接四路探头，以适应复杂的实验。3、具备强大的数据处理能力、系统有比较强大的运算能力，对于一些简单的统计和计算处理任务可以实时完成。4、具有强大图形显示能力、数据采集器内置1024 600液晶显示，可以以图形或数字方式即时显示测量中的各种信息。5、具有自动控制和反馈功能，可以协助完成复杂实验、可以编程设定一定的自动控制功能，辅助用户完成一些复杂的自动/半自动控制试验。6、支持系统在线升级、系统软件可以支持远程升级，充分提供技术领先能力。2.6 DISELAB产品优势1、高性价比，数据采集器集采集、显示为一体，整个实验室只需一台教师机。2、种类齐全的传感器，已开发完成大量的物理、化学、生物传感器。可构建理化生综合实验室，为学校节约资金。3、多渠道通讯，传统有线连接，独创无线传输；4、度身定制，自主研发，开放接口；5、傻瓜式设计，中文菜单式操作，易学易用；6、实现互动，功能强大的教学管理软件，在实验过程中形成师生间的交流；7、便携性，拓展探究性实验的空间。三、实验室组建方案：（欢迎请来电索取实验室配置清单）。实验室种类：1、高中物理、力学、电学、光学、热学数字实验室 2、高中化学、生物生化数字实验室3、初中物理、化学、生物综合数字实验室 4、小学综合小学科学数字实验室