Учебный прибор по физике

 

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и может быть использовано при изучении курса свободного падения тел. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей за счет демонстрации распределения ошибок измерения. Учебный прибор содержит контейнер для шариков с патрубком и заслонками, размещенными в нем и установленными на сердечниках соленоидов. Управление осуществляется блоком управления, к которому подсоединены катушки соленоидов, датчики падения и графопостроитель. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) 6 09 В 23/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНВЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4396422/31-12 (2?) 17.03.88 (46) 23.04.90. Бюл. Ф 15 (71) Львовский государственный университет им. Ив.франко и Львовский лесотехнический институт (72) Ю.М.Орищин, В.П.Савчин, Г.Г.Злобин и И.И.Ижнин (53) 371.66.67(088,8) (56) Патент Франции Р 2124755, кл. С 09 В 23/00, 1972, (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ФИЗИКЕ (57) Изобретение относится к учебИзобретение относится к наглядным учебным приборам и может быть использовано при изучении закономерностей распределения случайных ошибок физических величин.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей за счет обеспечения распределения ошибок измерения °

На фиг.1 представлена функциональная схема прибора; на фиг ° 2 — алгоритм работы вычислительного устройства.

Учебный прибор по физике содержит контейнер 1 для шаров в форме перевернутого усеченного конуса с шариками 2 и цилиндрическим патрубком 3 внизу, две заслонки 4 и 5, размещенные на сердечниках соленоидов. 6 и

7, катушки которых подсоединены к преобразователю 8 выходных сигналов.

Датчики падения шариков выполнены в

„„SU„„f 559372 А 1

2 ным пособиям по физике и может быть использовано при изучении курса свободного падения тел. Цель изобретения — расширение дидактических воэможностей эа счет демонстрации распределения ошибок измерения. Учеб- ный прибор содержит контейнер для шариков с патрубком и заслонками, размещенными в нем и установленными на сердечниках соленоидов. Управление осуществляется блоком управления, к которому подсоединены катушки соленоидов, датчики падения и графопостроитель. 1 s.ï. ф-лы, 2 нл. виде оптронных датчиков, содержащих С источники 9 и 10 света и фотоприемники 11 и 12 которые подключены к пре- 2 образователю 13 входных сигналов.

Преобразователи 8 и 13 подсоединены к управляющим цепям вычислительного устройства 14, информационные Яд выходы которого подсоединены к графопостроителю 15. Узлы 8, 13 и 14 входят в состав блока 16 управления.

Вычислительное устройство может р быть реализовано на базе серийно выпускаемых (например, СМ-1800, ЕС-1840 и т.д.) с использованием яэыков высокого уровня (Бейсик, .Фокал и т.д.).

° Алгоритм работы вычислительного устройства следующий.

После включения питания электромагнитов, фотодатчиков, хронометрического устройства и микроЭВМ в память ЭВМ необходимо загрузить про1559372 грамму управления установкой и обработки результатов измерений (ввести с клавиатуры, прочитать с магнитной ленты или магнитного диска). Запустить загруженную программу на выполнение. В ходе выполнения программы ввести с клавиатуры требуемое число измерений N. После ввода числа измерений в цикле И раз производятся следующие действия: открывание заслонки 4, открывание заслонки 5, . определение времени падения t; по наличию на выходе преобразователя 13 логической "1".

Среднее значение си определяется по формуле т— t паА, с под

1О

Я дисперсия G — по формуле

Ф й

g (с рад,, - спа ) (N — бн

Учебный прибор работает следующим образом.

После загрузки контейнера 1 шариками, включения питания и загрузки в вычислительное устройство программы управления прибор готов к работе (в дальнейшем вычислительное устройство назовем микроЭВМ). Управление сводится к подаче от микроЭВМ сигналов управления, разнесенных во вре35 мени. При этом первый импульс тока подается от преобразователя 8 на соленоид 6 и заслонка 4 открывается, пропуская один шарик в отсек цилиндрического патрубка 3 между заслонками 4 и 5. Второй импульс тока поступает на соленоид 7 после прекращения первого импульса, и заслонка 5, открываясь, освобождает шарик, находящийся между заслонками. Шарик, падая вертикально, перекрывает световой поток от источников 9 и 10 к со-. ответствующим фатоприемникам 11 и 12.

При этом сигнал от фотоприемника, 11 включает преобразователь 13, а сиг50 иал от фотодатчика 12 — выключает.

МикроЭВМ определяет время падения ша-рика программным опросом хронометрического устройства. Частота опроса, определяет точность измерения времени падения и может изменяться в широких rrpepenax. Измерение времени падения повторяется в цикле заданное число раз. Результаты, измерения отображаются на экране графического дисплея в виде гистограммы с заданным числом интервалов. Число интервалов может быть изменено с клавиатуры.

После проведения заданного числа измерений определяются среднее значение и дисперсия измерения времени падения. Вычисленные значения выводятся на экран дисплея.

Преимущества предлагаамог6 приборапо сравнению с известными заключаются в увеличении быстродействия, повышении наглядности и уменьшении трудоемкости процесса демонстрации закономерностей распределения случайных ошибок. Использование для этой цели микроЭВМ значительно сокращает время и устраняет трудоемкость вычислений, а в сочетании с наглядностью отображения информации на дисплее делает демонстрационный эксперимент эффектным и привлекательным, Формула изобретения

1..Учебный прибор по физике, содержащий соленоид, подключенный к выходу блока управления, к входам которого подключены датчики падения тела, и шар, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей за счет обеспечения демонстрации распределения ошибок измерения, прибор содержит дополнительный соленоид, подключенный к.соответствующему дополнительному выходу блока управления, графопостроитель, набор шаров, контейнер для шаров в форме перевернутого усеченного конуса с патрубком в нижней части, причем соленоиды размещены на внешней стороне патрубка друг над другом на расстоянии, не меньшем диаметра шаров, якори соленоидов выполнены подвижными и на них размещены заслонки с возможностью перекрытия проходного отверстия патрубка,дат-чики падения тела выполнены в виде оптронных пар, а графопостроитель связан с информационным выходбм блока управления.

2. Учебный прибор по п.1, о т л и-. ч а ю шийся тем, что блок управ" ления содержит вычислительное устройство, преобразователь входных сигналов и преобразователь выходных

1559372 сигналов, причем входы преобраэова- — эаны с выходами блока управления, теля входных сигналов являются вхо-, a информационный выход вычислительдами блока управления, выходы пре- ного устройства является информацио браэователя выходных сигналов свя- онным выходом блока управления.

1559372

Составитель В.Тюркин

Редактор Н.Тупица Техред Л,Сердюкова Корректор О,Кравцова

Заказ 839 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101