Цифровая лаборатория "Архимед"

В 2005/2006 учебном году школа 550 приобрела комплект цифровой лаборатории "Архимед" производства Fourier System, Inc (Израиль). Судя по информации на форуме сайта распространителей этого оборудования (ИНТ, Москва), комплекты лаборатории "Архимед" за последние годы получили многие школы Москвы, Санкт-Петербурга и других регионов России. Как всегда, при освоении нового оборудования возникают проблемы, публикаций о конкретных применениях лаборатории пока немного, а прилагаемые при покупке лаборатории методические материалы предлагают достаточно узкий круг возможных демонстраций. К настоящему моменту автором накоплен определенный опыт работы с лабораторией "Архимед", который может быть полезен начинающим работать с этим оборудованием.

В состав лаборатории входят:

- Датчики - устройства для измерения параметров опыта, преобразующие значение измеряемой физической величины в напряжение (диапазон от 0 до 5 В). В комплекте лаборатории по физике вы найдете следующие датчики:

Датчики лаборатории "Архимед"
Датчик напряжения. Датчик напряжения позволяет измерять напряжение в диапазоне от -25В до +25В. Частота опроса датчика может меняться от 1 раза в час до 20 кГц, что позволяет изучать быстро протекающие процессы в электрических цепях.
Датчик тока. Датчик позволяет измерять силу тока в диапазоне от -2.5А до +2.5А. Частота опроса датчика может меняться от 1 раза в час до 20 кГц, что позволяет изучать быстро протекающие процессы в электрических цепях.
Датчик температуры. Датчик температуры позволяет измерять температуру в диапазоне от -10 до +110 градусов Цельсия.
Датчик расстояния. Датчик расстояния позволяет измерять расстояние в диапазоне от 40 см до 10 м. Датчик является ультразвуковых эхолотом. Частота опроса датчика - не более 50 замеров в секунду.
Датчик освещенности. Датчик позволяет измерять освещенность в диапазоне от 0 до 300 люкс. Частота опроса датчика может меняться от 1 раза в час до 20 кГц, что позволяет изучать быстро протекающие процессы.
Датчик магнитного поля. Датчик позволяет измерять индукцию магнитного поля. Может работать в двух диапазонах: от -10 мТл до +10 мТл и от -0.2 мТл до +0.2 мТл. Диапазон с низкой чувствительностью предназначен для изучения магнитных полей соленоидов и постоянных магнитов, а диапазон с высокой чувствительностью - для исследования магнитного поля Земли.
Датчик давления. Датчик позволяет измерять давление в диапазоне от 0 до 700 кПа.
Датчик силы. Датчик позволяет измерять силу в двух диапазонах: от -10 до +10 Н и от -50 до +50 Н.
Датчик звука (микрофонный)

- Интерфейсный блок Trilink, выступающий как

преобразователь аналогового сигнала датчика в цифровой код
накопитель данных, формирующий из набора данных файлы
устройство связи с компьютером

В стандартном варианте к устройству Trilink одновременно можно подключить до 4 датчиков. С помощью специальной программы Multilab, установленной на персональном компьютере или карманном компьютере Palm, можно варьировать частоту сбора данных устройством Trilink в очень широком диапазоне - от одного замера в час до 20 000 замеров за секунду. При частоте сбора данных, не превышающей 10 замеров в секунду, измерения можно проводить без применения компьютера, т.к. данные высвечиваются на жидкокристаллическом экране устройства Trilink. При большей частоте регистрации данные доступны только после обработки программой Multilab на компьютере. Интересна возможность использовать лабораторию "Архимед" в режиме запуска регистрации при условии достижения измеряемой физической величиной заранее определенного значения (триггеринг). В этом режиме нами было проведено исследование затухающих колебаний в колебательном контуре.

Связь Trilink с карманным компьютером Palm осуществляется через безпроводное устройство Bluetooth, с персональным компьютером - через специальный USB-кабель. В своей работе мы использовали персональный компьютер.