專利名稱：分光計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)裝置，主要涉及一種分光計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，屬于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
分光計(jì)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)之一，主要涉及到相關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的觀察和角度的測(cè)量。目前國內(nèi)大多數(shù)高校采用的都是傳統(tǒng)的分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀。幾十年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)證明，傳統(tǒng)的分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀存在的主要缺點(diǎn)(1)由于目前近視學(xué)生比較多，通過顯微鏡觀察調(diào)節(jié)非常吃力；實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在讀取數(shù)據(jù)的過程中，需要不斷重復(fù)的動(dòng)作通過顯微鏡觀察、讀取刻度圓盤上的數(shù)值(角度值)、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄紙上記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如此反復(fù)，很容易出現(xiàn)視疲勞而引起角度記數(shù)錯(cuò)誤，而且如果中途出現(xiàn)碰撞、振動(dòng)等干擾還會(huì)造成記數(shù)失敗。這些因素往往是學(xué)生花費(fèi)較長實(shí)驗(yàn)時(shí)間和出現(xiàn)人為測(cè)量誤差的主要原因。(2)現(xiàn)有的過程都是學(xué)生在顯微鏡中觀察，然后讀取分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀刻度圓盤上的讀數(shù)，再對(duì)讀數(shù)進(jìn)行手抄，所提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是以手抄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。這樣的實(shí)驗(yàn)過程存在三個(gè)問題，第一對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不易了解，眾所周知，學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象是普遍存在的，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后抄襲了他人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并以此來提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)老師對(duì)此并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閷W(xué)生的數(shù)據(jù)記錄過程完全是獨(dú)立于老師的，這樣導(dǎo)致的后果就是老師對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不能具有一個(gè)很好的了解，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估出現(xiàn)偏差；第二，學(xué)生在數(shù)據(jù)記錄過程中費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，數(shù)據(jù)彼此間分立，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤；第三，實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)的處理多憑經(jīng)驗(yàn)，在評(píng)分過程中不可避免的出現(xiàn)偏差。本發(fā)明就是針對(duì)上述的問題而提出的，提供一種分光計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)分光計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，而且方便準(zhǔn)確的讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在教學(xué)中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，隨時(shí)更改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)單、易行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供了一種分光計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，包括平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)、角度傳感器、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙無線傳輸模塊、液晶顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理程序。分光計(jì)實(shí)驗(yàn)使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，現(xiàn)有技術(shù)很成熟，在此不再進(jìn)行贅述。本發(fā)明的特征在于本分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀上配有角度傳感器，該角度傳感器同單片機(jī)相連接，角度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)會(huì)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)再將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與其相連接的液晶顯示器上。學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按嵌有單片機(jī)的電路板上的“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。通過上述裝置，就解決了前述問題，實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不必在望遠(yuǎn)鏡、刻度圓盤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄紙上來回反復(fù)，只需專心致志的觀察望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中的亮線，當(dāng)需要記錄數(shù)據(jù)的時(shí)候， 按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，數(shù)據(jù)自動(dòng)經(jīng)單片機(jī)傳輸給顯示器；每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生都能實(shí)時(shí)的在顯示器上看到該次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也即望遠(yuǎn)鏡所轉(zhuǎn)過的角度，如果對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿意，可直接將數(shù)據(jù)刪除，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其最后看到的是一個(gè)整體的全部的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；再者，學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)完畢后，都需要將包含有個(gè)人信息的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，能夠保證老師看到每個(gè)學(xué)生原始的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效的防止了學(xué)生之間抄襲現(xiàn)象的發(fā)生；第三，采用此系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)后，可隨時(shí)調(diào)用，作為教師在給定實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)時(shí)的客觀依據(jù)，從而進(jìn)行方便、公正的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。


圖1為分光計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為分光計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊示意圖；在上述圖中，1表示三角底座，2表示平行光管，3表示望遠(yuǎn)鏡，4表示載物臺(tái)，5表示刻度圓盤，6表示平行光管水平儀，7表示載物臺(tái)水平儀，8表示望遠(yuǎn)鏡水平儀，9表示單片機(jī)，10表示顯示器，11表示藍(lán)牙發(fā)射模塊，12表示配有藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例圖1示出了本發(fā)明中分光計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖，該機(jī)械部分與現(xiàn)有技術(shù)中的分光計(jì)一致，本發(fā)明中在刻度圓盤5和望遠(yuǎn)鏡3之間加裝了角度傳感器。本發(fā)明的特征在于其還包括數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊。學(xué)生旋轉(zhuǎn)并通過望遠(yuǎn)鏡3看到通過平行光管2的亮線后，使亮線與望遠(yuǎn)鏡筒中的刻度線對(duì)齊，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，角度傳感器自動(dòng)將望遠(yuǎn)鏡3所轉(zhuǎn)過的角度數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)再將該數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭粋€(gè)與其相連接的液晶顯示器上，并且，嵌有單片機(jī)的電路板上還設(shè)置有“發(fā)送”按鈕和藍(lán)牙發(fā)射模塊，通過按下所述“發(fā)送”按鈕，所述藍(lán)牙發(fā)射模塊會(huì)將包含有學(xué)生信息和上述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包傳送到老師計(jì)算機(jī)上的藍(lán)牙接收模塊，接收后在該計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)和處理。顯示器單片機(jī)芯片采集過來的數(shù)據(jù)，由一個(gè)8時(shí)TFT液晶顯示器將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)全部顯示出來。學(xué)生通過液晶屏觀察的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有整體感，可以通過對(duì)比不同測(cè)量組的數(shù)據(jù)，判斷實(shí)驗(yàn)中可能存在的操作錯(cuò)誤。對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可由嵌有單片機(jī)的電路板上的 “刪除”鍵直接刪除。使用者還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)多少的不同，選擇不同的、合適尺寸的液晶顯不器。數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在單片機(jī)中，嵌有單片機(jī)的電路板上設(shè)置有“發(fā)送” 按鈕，按一下該按鈕，則數(shù)據(jù)經(jīng)藍(lán)牙模塊通過藍(lán)牙無線信號(hào)發(fā)送出去。數(shù)據(jù)接收計(jì)算機(jī)上插有藍(lán)牙適配器做為藍(lán)牙接收模塊，可以接收藍(lán)牙信號(hào)。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)上有編寫好的程序，讀取藍(lán)牙適配器接收到的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到以學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名為文件名的文件中，作為數(shù)據(jù)備份。同時(shí)，計(jì)算機(jī)程序還可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，以方便教學(xué)的老師實(shí)時(shí)判斷學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)好壞，以及為批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供客觀依據(jù)，方便教師甄別學(xué)生數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。如果想更改部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只需在單片機(jī)內(nèi)重新寫入程序，調(diào)整液晶屏顯示內(nèi)容，改寫計(jì)算機(jī)處理程序，可節(jié)約大量儀器更新和改造費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種分光計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理裝置，包括平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)、角度傳感器、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙發(fā)射模塊、顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的配置藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理程序，分光計(jì)實(shí)驗(yàn)使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，其特征在于該分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀在刻度圓盤和望遠(yuǎn)鏡之間加裝了角度傳感器，該角度傳感器同單片機(jī)相連接，角度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)會(huì)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)再將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與單片機(jī)相連接的顯示器上，學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按嵌有單片機(jī)的電路板上的“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和后續(xù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述顯示器為液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述嵌有單片機(jī)的電路板上還設(shè)置有的“刪除”鍵，用于在實(shí)驗(yàn)過程中刪除操作錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種分光計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理裝置，包括平行光管、望遠(yuǎn)鏡、載物臺(tái)、角度傳感器、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙發(fā)射模塊、顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的配置藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理程序，分光計(jì)實(shí)驗(yàn)使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，其特征在于該分光計(jì)實(shí)驗(yàn)儀在刻度圓盤和望遠(yuǎn)鏡之間加裝了角度傳感器，該角度傳感器同單片機(jī)相連接，角度傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)會(huì)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)再將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與單片機(jī)相連接的顯示器上，學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按嵌有單片機(jī)的電路板上的“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和后續(xù)處理。
文檔編號(hào)G09B23/22GK102364556SQ201110324550
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者任芝, 李松濤 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)