Цифровой датчик электропроводности для школы инструкция по применению

Обновлено: 05.07.2024

Цифровой датчик электропроводности для школы инструкция по применению

Цифровой Р-датчик электропроводности

Цифровой Р-датчик электропроводности предназначен для измерения удельной электропроводности жидких сред в диапазоне от 0 до 10 мСм/см.

Р-датчик состоит из электронного блока и щупа с электродами, соединенных кабелем длиной не менее 1 м.

Электронный блок цифрового Р-датчика электропроводности выполнен в корпусе 70х40х25мм, изготовленном из ударопрочного пластика. Корпус Р-датчика имеет отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления Р-датчика на металлической поверхности.

Щуп с электродами имеет длину 150мм и диаметр 16мм. Область расположения электродов должна прикрываться защитным экраном в виде трубки из прозрачного пластика, надетой на корпус щупа и перемещающейся по нему вверх-вниз. Материал щупа обеспечивает работу датчика в диапазоне температур исследуемого раствора в пределах от 0 до +60 градусов.

Р-датчик работает как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android. Кроме того, Р-датчик подключаться к различным Arduino-совместимым робототехническим изделиям и к различным имеющимся блокам сбора данных, в том числе LEGO, VEX, NauROBO.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой Р-датчик электропроводности имеет 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android и использоваться разъем USB (BF). Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям и к имеющимся блокам сбора данных, в том числе LEGO, VEX, NauROBO, используя разъем IDC-типа или аналог.

При использовании разъема USB-BF компьютерная программа должна осуществлять представление данных на мониторе в виде зависимости удельной электропроводности от времени. Р-датчик электропроводности работатает в двух диапазонах — 0-2 мСм/см и 0-10 мСм/см, переключение между которыми должно осуществляться в специальном окне экрана работы с датчиком. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB (BF) должна быть выбираться в специальном меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 10Гц (время между измерениями 0.1с), а наибольшее — не менее 100Гц (время между измерениями 0.01с). Погрешность измерений должна быть не более 10%. Чувствительность Р-датчика должна быть не хуже (не более) чем 0,002 мСм/см. Время установления показаний должно быть не более 0.5 с.

IDC разъем (или аналог) для подключения к различным робототехническим изделиям и блокам сбора данных содержит в себе контакт для вывода измеряемого сигнала в аналоговом виде, контакты питания Р-датчика и контакты для обеспечения работы цифрового интерфейса, используемого как для подключения к робототехническим изделиям не оборудованным аналоговым входом, так и в случае необходимости для управления режимом работы датчика.

Выходной аналоговый сигнал однозначно определяет значение электропроводности раствора. Выходной аналоговый сигнал лежит в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания Р-датчика не более 5В.

Р-датчик позволяет одновременное подключение IDC разъема (или аналога) к робототехническому изделию и USB (BF) разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство (блок сбора данных), что необходимо при разработке или настройке робототехнического устройства.

Цифровой датчик электропроводности для школы инструкция по применению

Цифровой датчик электропроводности

Напишите нам

Закрыть Сохранить изменения —>

Цифровой датчик электропроводности предназначен для измерения удельной электропроводности жидких сред.
Цифровой датчик электропроводности включает в себя щуп с двумя электродами и электронный блок, выполненный в пластиковом корпусе. При включении датчика на электроды подается переменное напряжение. Изменение электропроводности среды вызывает изменение тока в электрической цепи электродов, что и регистрируется электронной схемой датчика. Датчик обеспечивает измерение удельной электропроводности жидких сред в двух диапазонах, переключение которых осуществляется в специальном окне экрана работы с датчиком.

Цифровой датчик электропроводности имеет следующие параметры:

Границы диапазонов – 0 — 10 мСм/см и 0 — 2 мСм/см
Чувствительность — 0.002 мСм/см
Время установления показаний — не более 5 с.
Погрешность 10%

Цифровой датчик электропроводности имеет диапазон температур исследуемого раствора в диапазоне от 0 до 60 градусов.

Представление данных на мониторе осуществляется в виде зависимости удельной электропроводности от времени.

Цифровой USB-датчик электропроводности (диапазон до 5000 мкСм/см)

Цифровой USB-датчик электропроводности предназначен для регистрации и измерения удельной электропроводности жидких сред при постановке демонстрационных экспериментов, лабораторных и исследовательских работ учащихся в условиях типовых кабинетов химии и биологии основной и полной средней школы и в кабинетах химии и биологии учреждений начального и среднего профессионального образования.

Описание

Датчик применяется при постановке демонстрационных экспериментов, лабораторных и исследовательских работ учащихся в условиях типовых кабинетов химии и биологии основной и полной средней школы и в кабинетах химии и биологии учреждений начального и среднего профессионального образования. Датчик используется для практических и исследовательских работ в условиях ВУЗа.

Технические характеристики

Количество каналов	1
Диапазон измерения, мСм/см	от 0 до 5
Разрешающая способность, мкСм/см, не менее	2
Основная приведенная погрешность, не более	2%
Время установления показаний, мин, не более	1
Напряжение питания, В (питание датчика осуществляется от разъема USB компьютера)	5
Диапазон рабочих температур жидкости	от 0°С до +60°С

Комплектность

Устройство и принцип работы

Датчик является электронным блоком, который подключается непосредственно к компьютеру и обеспечивает регистрацию и измерение удельной электропроводности жидких сред.

Датчик включает в себя тефлоновый зонд с двумя плоскопараллельными электродами, блок преобразователя с разъемом для подключения к компьютеру. При включении датчика на электроды подается переменное напряжение специальной формы.

Компьютерная программа проводит представление данных на мониторе, обеспечивает сохранение данных и возможность передачи данных в другие программы, например, Excel.

Записки практикующего учителя: датчик электропроводности

Использование датчика электропроводности Vernier не ограничивается только химией — его так же успешно можно применять во всем цикле естественных наук и уроках STEM-образования. Каким образом? Предлагаю рассмотреть подробнее.

16 способов использования датчика электропроводности

дистиллированной воды (при отсутствии дистиллированной возможно использовать и водопроводную, но необходимо предварительно выставить значение ее проводимости нуля, при последующем включении регистратор данных автоматически вернется к заводским настройкам),
сухой поваренной соли (это не совсем корректно с точки зрения методологии, так как датчик рассчитан на измерение жидкостей, но это очень помогает ученикам понять и запомнить, что дистиллированная вода и соль отдельно являются диэлектриками).

Далее следует разделить воду на два стаканчика, и в один добавить сахар качестве примера молекулярного раствора, а в другой — порционно поваренную соль. Здесь можно наблюдать зависимость проводимости от количества добавленной соли, пока она растворяется.

Опыт 4. Продемонстрировать зависимость растворимости веществ (ионной строения) от температуры можно применив одновременно ДЭПР и термометр (программное обеспечение Vernier позволяет строить графики не только по времени, но и как зависимость между показателями, полученными из двух датчиков). Нагляднее использовать именно малорастворимые вещества (например, хлорид аргентума), взяв их в избытке, постепенно нагревая раствор (максимум допустимой температуры датчика проводимости 80 ° C). Для демонстрации способности температуры снижать растворимость можно использовать гидроксид кальция.

Опыт 5. Очень удачной практической работой для факультатива или спецкурса по химии является кондуктометрическое титрование. Можно титры раствор барий гидроксида разбавленной серной кислотой, где точкой эквивалентности будет проводимость дистиллированной воды, которую использовали для приготовления раствора. Эта работа является хорошей практикой для ученика в количественной аналитике, так как хорошо раскрывает суть метода титрования и показывает важность не перетитровуваты. Титровать раствор можно как классической бюреткой, так и современными средствами, такими как DropCounterVernier.

Опыт 7. В предыдущем опыте, заменив рН-датчик на DropCounter (счетчик капель), можно продемонстрировать реакцию нейтрализации или провести кондуктометрическое титрование (полученный график приведен на фото).

Опыт 8. Добавляя раствор различных веществ (одинаковой молярной концентрации, например, 1М натрия, кальция и алюминия хлориды), можно исследовать влияние их концентрации на проводимость раствора. Для этого необходимо с помощью DropCounter добавлять исследуемые растворы в стакан с дистиллированной водой и ДЭПР (построение графика по двум показателям). Программное обеспечение Vernier позволяет все полученные графики при одних условиях накладывать на одну систему координат для их сравнения.

Опыт 9. Сравнить силу кислот и посчитать их констант диссоциации (слабых кислот) с помощью следующего опыта. Необходимо в стакан с 100 мл дистиллированной воды на магнитной мешалке с погруженным датчиком проводимости добавлять по 0,5 мл (требуется точный объем) кислоты. Как представители сильных и слабых кислот подойдут 0.1м раствор хлорной и муравьиной кислоты. В этом опыте необходимо воспользоваться методом построения графика по заданным точкам, где на одной оси будут отложены значения добавленной кислоты в миллилитрах, а на другой показатели проводимости. Отложив по 10 точек, можно сравнить полученные графики различных кислот. По закону разведения Освальда, из полученных данных для слабых кислот можно посчитать их константу диссоциации.

Опыт 10. Интересной лабораторной работой для спецкурса по химии будет определение учениками неизвестной им концентрации соли (щелочи, кислоты) в образце раствора с помощью измерения его электропроводности. Для того, чтобы определить, какой концентрации известной соли соответствует определенная проводимость, они должны получить калибровочный график отношение проводимости к концентрации выбранной вещества (ученики могут построить его в тетради, миллиметровке или воспользоваться построением в цифровом интерфейсе: построение графика по заданным точкам по количеству внесенной соли ). При такой форме работы ученикам легко понять, что такое калибровочный график, но стоит отметить, что этот способ работает только в случае, когда в растворе находится только одно вещество.

Опыт 11. Показать различие между временной и постоянной жесткостью воды можно, сравнив проводимость водопроводной и кипяченой воды, а также продемонстрировать значение кипячения в качестве основного метода избавления от временной жесткости воды.

Опыт 12. Основы здоровья. Продемонстрировать ученикам различия свойств различной жесткости воды можно следующим образом: приготувавты образцы различной жесткости воды и сравнить их возможность образовывать пену с мылом и смывать ее, а с помощью датчика проводимости разделить образцы воды по жесткости (подтвердить их жесткость). Также жесткость воды является одним из главных показателей качества воды, а значит, можно провести мини-исследование воды из разных источников в своем регионе.

Опыт 13. География/естествознание. Соленость воды, как и жесткость, коррелирует с проводимостью тока. Следовательно, с помощью ДЭПР можно установить соленость воды. Датчик от Vernier позволяет получать данные не только в микро Сименс на сантиметр, но и в миллиграммах TDS (общее количество растворенных частей) на литр, то есть можно определить общую минерализацию воды. Для пересчета полученных значений на хлорид натрия в комплекте есть образец его раствора с точной концентрацией.

Опыт 14. Биология. Явление осмоса хорошо демонстрирует опыт с дистиллированной водой, в которую погружен кусочек очищенного картофеля. Наиболее удачной здесь является демонстрация построения графика по времени, где проводимость воды (желательно предварительно обнулить значение проводимости по дистиллированной воде) со временем возрастает. Мини-исследованием может быть сравнение скорости осмоса в дистиллированной воде очищенной и неочищенной картофелины.

Опыт 15. Интересной иллюстрацией влияния площади поверхности на свойства клеток может быть демонстрация различной скорости осмоса (как и в предыдущем опыте), в зависимости от формы кубиков агар-агара (желатина), приготовленных из насыщенного раствора поваренной соли. Форма прямоугольного параллелепипеда позволяет легко посчитать площадь его поверхности. Для сравнения стоит вырезать одинаковые по массе прямоугольные образцы, но во втором варианте для увеличения площади разрезать его пополам.

Опыт 16. Классическим способом демонстрации свойств полупроницаемых мембран является опыт, где в дистиллированную воду погружают целлофановый пакет с перенасыщенным раствором поваренной соли. Свидетельством того, что между жидкостями будет происходить осмос, является постепенный рост электропроводности в первой жидкости (или уменьшение во второй, но тогда необходимо применять перенасыщенный раствор). Этот опыт является достаточно медленным, поэтому здесь требуется длительная экспозиция измерений. Ведь чем тоньше целлофан, тем быстрее и интенсивнее протекать это явление. В качестве образца непроницаемых для ионов мембран можно использовать полиэтиленовый пакет.

Какие еще есть опыты с использованием датчика электропроводности

Возможных опытов с ДЭПР Vernier, конечно же, существует гораздо больше, чем 16. В своей подборке я руководствовался собственными взглядами на целесообразность проведения в рамках школьной программы (спецкурсов, факультативов) и технической доступностью опытов. Также хочу отметить, что мои заметки являются не инструкциями, а лишь перечнем идей для учителей, которым интересно внедрять в свою практику новейшие технические средства обучения. Если же у вас или у ваших учеников есть новые идеи нестандартного использования этого датчика в учебном процессе — делитесь с нами в соцсетях или обращайтесь в отдел методической поддержки B-Pro, мы всегда очень рады учительским инициативам.

Как заказать датчик электропроводности Vernier

Купить этот и другие датчики Vernier можно на нашем сайте или по телефону отдела продаж (044) 353-33-77. Менеджеры помогут вам укомплектовать учительский или ученический наборы для опытов по каждому школьному предмету. Также у нас есть интересны предложения для специализированных высших учебных заведений, обращайтесь за дополнительной информацией!

Напишите нам

Закрыть Сохранить изменения -->

Цифровой датчик электропроводности имеет следующие параметры:

Границы диапазонов – 0 — 10 мСм/см и 0 — 2 мСм/см
Чувствительность — 0.002 мСм/см
Время установления показаний — не более 5 с.
Погрешность 10%

Представление данных на мониторе осуществляется в виде зависимости удельной электропроводности от времени.

Технические характеристики

Количество каналов	1
Диапазон измерения, мСм/см	от 0 до 5
Разрешающая способность, мкСм/см, не менее	2
Основная приведенная погрешность, не более	2%
Время установления показаний, мин, не более	1
Напряжение питания, В (питание датчика осуществляется от разъема USB компьютера)	5
Диапазон рабочих температур жидкости	от 0°С до +60°С

Комплектность

Датчик	1 шт.
Паспорт	1 шт.
Упаковка	1 шт.

Устройство и принцип работы

Подробное описание Цифровой USB-датчик электропроводности (диапазон до 5000 мкСм/см)

Цифровой USB-датчик электропроводности входит в систему учебного оборудования цифровой лаборатории "Радуга" и предназначен для регистрации и измерения удельной электропроводности жидких сред. Датчик работает совместно с персональным компьютером.

Читайте также: