Senzorji ali čutilniki

Senzorje lahko razdelimo na dva osnovna tipa, analogne in digitalne. Analogni senzorji so npr. temperaturna sonda, čutilnik za silo, napetostna sonda, tokovna sonda. Priključimo jih na levo stran vmesnika. Hkrati lahko na vmesnik LabPro priključimo 4 analogne senzorje. Digitalna senzorja pa sta svetlobna vrata in ultrazvočni slednik ali detektor gibanja. Priključimo ju na desni strani vmesnika.

Slika 1: Analogni kanali    Slika 2: Digitalni kanali

Merilnik temperature
Merilnik tlaka
Barometer
Svetlobna vrata
Komplet čutilnikov za električni tok in napetost
Ultrazvočni slednik
Merilnik osvetljenosti

Merilnik temperature

Temperaturna sonda iz nerjavečega jekla je masivna in trpežna. Uporabljamo jo za merjenje temperature v najrazličnejših snoveh. Sondo vtaknemo v enega od analognih kanalov vmesnika LabPro, poženemo program LoggerPro in že lahko zajemamo podatke.



Tehnični podatki:

• temperaturno območje -40 do 135 °C
• 12 bitna resolucija (LabPro)
  0,17 °C      - 40 do 0 °C
  0,03 °C      0 do 40 °C
  0,10 °C      40 do 100 °C
  0,25 °C     100 do 135 °C
• temperaturni senzor 20 k? NTC termistor
• odstopanje ±0,2 °C pri 0°C in ± 0,5 °C pri 100 °C
• odzivni čas: 30 s
• dimenzija sonde: dolžina 10,5 cm, premer 0,4 cm

Merilnik tlaka

Uporabljamo ga za spremljanje tlačnih sprememb eksperimentih za dokaz plinskih zakonov kot sta Boylov (p(V))in Gay-Lussacov zakon p(T)). S tem čutilnikom lahko kontroliramo parni tlak različnih tekočin in raztopin.

Tehnični podatki:

• merilno območje: 0 do 210 kPa

• maksimalni tlak, ki ga prenese senzor brez poškodb: ~400 kPa

• 12-bit resolution: 0.05 kPa

• odzivni čas 100 µs

Barometer

Barometer uporabljamo za preučevanje vremena ali za laboratorijske poskuse s tlaki, ki so blizu atmosferskemu tlaku. Uporabljamo ga lahko kot altimeter, če imamo prenosni vmesnik.

Tehnični podatki:

• merilno območje 0,8 do 1,05 atm (81,06 kPa do 106,39 kPa)

• maksimalni tlak, ki ga prenese čutilnik brez trajnih poškodb 206,842 kPa

• občutljivost 12,89V/100 kPa

• resolucija 12-bit, 5 V A/D pretvornik Labpro: 0,01 kPa,

• odzivni čas: 100 µs

Svetlobna vrata

Opis: Svetlobna vrata sestavljata fototransistor in LED dioda. LED dioda oddaja infrardečo svetlobo, ki jo zaznava fototranzistor. Ko za infrardečo svetlobo neprozorna ovira prekine svetlobni curek, zabeleži vmesnik čas prekinitve in ponovne vzpostavitve svetlobnega curka. Programski paket izračuna podatke o gibanju telesa skozi svetlobna vrata.

 Svetlobna vrata povežemo z vmesnikom LabPro na priključek DIG/SONIC1.

Merjenje s svetlobnimi vrati:
Med meritvijo vmesnik LabPro beleži čase, ko je bil svetlobni curek prekinjen ali vzpostavljen in jih posreduje računalniku. Program za zajemanje podatkov LoggerPro samodejno ugotovi kateri vmesnik je priključen in sam ponudi ustrezne podprograme za računanje.
Pred meritvijo moramo računalniku povedati kaj želimo meriti. V meniju Eksperiment izberemo Show Sensors ali kliknemo na predzadnjo ikono. V pogovornem oknu kliknemo na sličico svetlobnih vrat. Ob sličici piše Blocked, ko je med vrati ovira in Unblocked, ko med vrati ni ovire.

S klikom na sličico svetlobnih vrat se odpre meni, ki nam ponuja naslednje možnost delovanja svetlobnih vrat:

1. General Photogate Timing - računalnik beleži čase, ko je bil svetlobni curek vzpostavljen ali prekinjen.
2. Pulse Timing - računalnik beleži čase, ko je bil svetlobni curek vzpostavljen ali prekinjen ter izračuna hitrost gibanja ovire, če vnesemo dolžino ovire v metrih prek okna Set Distance or Length.
   
      
    
3. Motion Timing - računalnik beleži čase, ko je bil svetlobni curek vzpostavljen ali prekinjen ter izračuna še pot, hitrost in pospešek, če vnesemo dolžino ovire v metrih.
   
   
    
4. Gate Timing - računalnik beleži čase, ko je bil svetlobni curek vzpostavljen ali prekinjen in izračuna čas med dvema zaporednima prekinitvama svetlobnega curka.
   
   
    
5. Pendulum Timing - računalnik beleži čase, ko je bil svetlobni curek vzpostavljen ali prekinjen in izračuna čas med dvema zaporednima prekinitvama svetlobnega curka, nihajni čas.
   
   

Uporaba: Svetlobna vrata skupaj z različnimi pripomočki (merilna letev ali merilna vetrnica, škripec, razni nastavki ...) uporabljamo predvsem za analizo raznih gibanj, nihanj, 2. Newtonovega zakona ...

Komplet čutilnikov za električni tok in napetost

Z njim odkrivamo osnovne zakonitosti enosmernih in izmeničnih električnih krogov (Ohmov zakon, zaporedna in vzporedna vezava ...). Z območjem ±6 V/± 0,6 A je komplet idealen za raziskovanje različnih enostavnih električnih krogov. Komplet je sestavljen iz dveh sond za električno napetost, dveh sond za električni tok in dvokanalni ojačevalnik.

                       
Sonda za napetost             Sonda za tok            Dvokanalni ojačevalnik

Tehnični podatki:

• merilno območje sonde za napetost: ±6,0 V

• merilno območje sonde za tok: ±0,6A

• resolucija 3,1 mV, 0,31 mA

• vir 5 V, 9 mA (enosmerna napetost),

• maksimalna napetost na vsakem vhodu: 5 V,

• izhodna napetost 0 - 5 V,

Ultrazvočni slednik, detektor gibanja

Opis: Ultrazvočni slednik oddaja zvok s frekvenco 49,9 kHz in nato zazna odboj od najbližjega telesa. Čas med oddanim in odbitim zvokom uporabi LoggerPro in izračuna oddaljenost, hitrost in pospešek telesa. UZ slednik ima gibljivo glavo, gumijaste noge in prižemo za pritrditev na poljubni stativni pribor. Območje delovanja je od 0,4 do 6 m. Ločljivost merjenja lege je 1 mm. Pri meritvah moramo paziti na odboje.

Uporaba: UZ slednik povežemo  s prostim kanalom na vmesniku Labpro. Poženemo programsko opremo za zajemanje podatkov LoggerPro in po potrebi odpremo pripravljeno datoteko eksperimenta. Opisujemo lahko smeri gibanja učencev, gibanje vozička, nihanje vzmeti ali nitnega nihala ...

Merilnik osvetljenosti

Opis: Merilnik ima različna delovna področja, ki jih lahko preklopimo na senzorju.



0 - 150 000 lux ;najmanjša občutljivost, meritve pri sončni svetlobi,
0 - 6000 lux ;srednja občutljivost, meritve pri umetni svetlobi,
0 - 600 lux ;največja občutljivost, meritve pri šibki svetlobi,