Цифровая лаборатория по физике для учителя тип 2

Вернуться в каталог

Описание

Цифровая лаборатория по физике для учителя тип 2

Цифровая лаборатория по физике для учителя (приказ 838 п. 2.14.11)

Цифровая лаборатория по физике для учителя должна быть предназначена для выполнения экспериментов по темам курса физики 7-9 классов основной школы и 10-11 классов.

В состав цифровой лаборатории должны входить:

Комплект беспроводной передачи данных
Цифровой датчик положения (4 канала)
Цифровой многофункциональный датчик температуры (от не более -20 градусов Цельсия до не менее +110 градусов Цельсия)
Цифровой многофункциональный датчик температуры термопарный
Цифровой многофункциональный датчик абсолютного давления
Цифровой осциллографический датчик напряжения
Цифровой многофункциональный датчик напряжения (от не более -25 Вольт до не менее +25 Вольт)
Цифровой многофункциональный датчик напряжения (от не более -250 мВ до не менее +250 мВ)
Цифровой многофункциональный датчик тока (от не более -2,5 Ампер до не менее +2,5 Ампер)
Цифровой многофункциональный датчик тока (от не более -250 мА до не менее +250 мА)
Цифровой многофункциональный датчик магнитного поля
Цифровой многофункциональный датчик света
Цифровой датчик ионизирующего излучения
Цифровой многофункциональный датчик угла
Цифровой датчик звука двухканальный
Цифровой многофункциональный датчик силы
Цифровой многофункциональный датчик ускорения и угловой скорости
Цифровой датчик электрического заряда
Дополнительные аксессуары
Комплект оборудования для проведения экспериментов
Флеш-накопитель с программным модулем
Справочно-методические рекомендации
Система хранения

Комплект беспроводной передачи данных

Комплект беспроводной передачи данных должен включать в себя два модуля: модуль сопряжения с многофункциональным датчиком с коммуникационным разъемом и антенный модуль (USB-адаптер), подключаемый к компьютеру (не входящему в комплект поставки).

Беспроводная передача данных между модулем сопряжения и антенным модулем (USB-адаптером) должна осуществляться по каналу Bluetooth версии не ниже 4.0. Модуль сопряжения с многофункциональным датчиком с коммуникационным разъемом должен быть оборудован встроенным аккумулятором, разъемом для подключения к датчику и разъемом для зарядки встроенного аккумулятора. Корпус модуля сопряжения с датчиком с коммуникационным разъемом должен быть изготовлен из ударопрочного пластика и иметь размеры (с возможностью погрешности три мм) не более 71х43х24 мм. Антенный модуль (USB-адаптер), подключаемый к компьютеру (не входящему в комплект поставки) должен быть оборудован USB разъемом для подключения его к компьютеру.

В состав комплекта беспроводной передачи данных должны входить все необходимые драйвера для коммутации модуля сопряжения с многофункциональным датчиком с коммуникационным разъемом и антенным модулем (USB-адаптером).

Цифровой датчик положения 4 канала

Цифровой датчик положения (4 канала) должен быть предназначен для измерения моментов времени, в которые подвижный элемент установки проходит мимо чувствительных элементов датчика, заранее установленных в определенных точках траектории движения. Датчик положения должен включать в себя основной модуль и не менее 4 чувствительных элемента, которые должны быть выполнены на базе магнитоуправляемых контактов, смонтированных в корпусах из пластика. Чувствительные элементы должны быть объединены попарно и подключены к основному модулю кабелем. В корпус чувствительного элемента должна быть встроена полоска магнитной резины размером не более 22х13 мм, что позволяет закреплять и точно позиционировать его на металлической поверхности, на поверхности, имеющей слой магнитной резины. Часть корпуса, в которой монтируются магнитоуправляемые контакты, должна иметь диаметр не менее 7 мм с целью получения круговой чувствительности датчика и высоту не менее 28 мм. Погрешность измерения интервалов времени не должна превышать 1 мс. Основной модуль датчика должен напрямую подключаться к USB-порту компьютера (не входящего в комплект поставки). Программный модуль при взаимодействии с датчиком должно проводить представление данных в виде временной диаграммы изменения состояния магнитоуправляемых контактов чувствительных элементов.

Цифровой многофункциональный датчик температуры (от не более -20 градусов Цельсия до не менее +110 градусов Цельсия)

Цифровой датчик температуры должен быть предназначен для измерения температуры в жидких, газообразных и сыпучих средах, использующихся в демонстрационном и лабораторном эксперименте. Датчик должен иметь диапазон измерений от не более -20 градусов Цельсия до не менее +110 градусов Цельсия.

В качестве сенсора в датчике должен использоваться полупроводниковый чувствительный элемент - терморезистор.

Основные характеристики сенсора:

Диаметр чувствительного элемента (в оболочке) – не более 2,5 мм

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Чувствительный элемент должен быть смонтирован на конце щупа, выходящего из боковой поверхности корпуса датчика. Длина щупа должна быть не менее 150 мм (от стенки корпуса датчика, с возможностью погрешности десять мм), а диаметр - не более 4 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Датчик должен работать как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android (для совместимости с уже имеющимся у Заказчика программным обеспечением). Кроме того, датчик должен подключаться к Arduino-совместимым робототехническим изделиям.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик температуры должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости температуры от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 10 Гц (время между измерениями 0,1 секунды), а наибольшее - не менее 100 Гц (время между измерениями 0,01 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 1 градуса Цельсия, а разрешение – не более 0,1 градуса Цельсия. Время отклика (в воде) должно составлять не более 2 секунд.

Коммуникационный разъем (например, IDC) для подключения к робототехническим изделиям должен содержать в себе контакт для вывода измеряемого сигнала в аналоговом виде, контакты питания 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.

Контакты коммуникационного разъема (например, IDC), реализующие цифровой интерфейс, должны обеспечивать работу датчика с комплектом беспроводной передачи данных.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение температуры. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройств, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик температуры термопарный

Цифровой датчик температуры термопарный должен быть предназначен для регистрации температуры жидких и газообразных химически неактивных сред в диапазоне от не более -100 градусов Цельсия до не менее +1000 градусов Цельсия. Датчик должен иметь не менее 3 диапазона измерений: от не более -100 градусов Цельсия до не менее +100 градусов Цельсия, от не более -100 градусов Цельсия до не менее +400 градусов Цельсия, от не более -100 градусов Цельсия до не менее +1000 градусов Цельсия. Погрешность измерений должна быть не более 10 градусов Цельсия, а разрешение должно быть не более 1 градуса Цельсия.

Цифровой датчик температуры термопарный должен быть выполнен на основе термопарного чувствительного элемента без компенсации холодного спая.

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм, изготовленном из ударопрочного пластика. Чувствительный элемент (спай) должен быть расположен на конце отрезка термопарной проволоки, которая заключена в термостойкую изолирующую оболочку и вставлена в отверстие на боковой стороне корпуса. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик температуры термопарный должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости температуры от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна быть выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 0,5 Гц (время между измерениями 2 секунды), а наибольшее - не менее 100 Гц (время между измерениями 0,01 секунды).

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик абсолютного давления

Цифровой датчик абсолютного давления должен быть предназначен для регистрации абсолютного давления сухого воздуха, а также любого химически неактивного газа. Цифровой датчик абсолютного давления должен иметь диапазон измерений от не более 0 кПа до не менее 200 кПа.

Датчик должен быть выполнен на основе сенсора, представляющего собой интегрированную в чип кремниевую диафрагму с датчиком напряжения на основе тонкопленочного резистивного элемента. Сенсор должен иметь следующие характеристики:

Чувствительность – не более 0,2 мВ/кПа
Отклонение характеристики от линейной должно быть не более 1%
Диапазон температурной компенсации – от не более 0 градусов Цельсия до не менее +85 градусов Цельсия
Время отклика (10% - 90%) – не более 10 мс

Датчик должен быть выполнен в изготовленном из ударопрочного пластика корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ). Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик абсолютного давления должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости абсолютного давления от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна быть не менее 100 Гц, погрешность измерений — не более 2%.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение абсолютного давления. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой осциллографический датчик напряжения

Цифровой осциллографический датчик напряжения должен быть предназначен для синхронной регистрации двух сигналов напряжения на произвольных элементах электрической цепи. Датчик должен иметь следующие технические характеристики: количество каналов - не менее 2 штуки; количество диапазонов чувствительности по напряжению - не менее 5 штук, максимальный диапазон измеряемых напряжений - от не более -100 Вольт до не менее+100 Вольт, предельная чувствительность – не более 2 мВ (в диапазоне ±1,5 Bольт); частота оцифровки сигнала не менее 100 кГц/канал. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт. Датчик должен иметь дифференциальные входы с возможностью одновременно подключать измерительные кабели разных каналов к произвольным элементам учебной электрической цепи для измерения напряжений между выводами этих элементов. Сопротивление между любым из входных штекеров датчика и заземляемым при подключении к компьютеру корпусом USB- разъема должно быть не менее 0,5 МОм.

Датчик должен иметь разъемы USB для подключения к компьютеру (нетбуку) (не входящему в комплект поставки) с помощью соединительного кабеля. Программный модуль при взаимодействии с датчиком должен проводить представление данных в виде одной, двух осциллограмм (в соответствии с количеством работающих каналов) и с помощью меню обеспечивать выбор режима работы, что должно включать в себя выбор чувствительности и положение нулевой линии по каждому из каналов, выбор скорости развертки сигнала и положения момента запуска на экране, выбор уровня запуска, характера изменения запускающего напряжения («возрастание», «убывание») и его источника. Виды синхронизации: Авто, Однократный, Ждущий. Датчик должен иметь не менее два (по не менее одному на каждый канал) измерительных кабеля длиной, достаточной для проведения экспериментов. Датчик должен быть выполнен в виде единого модуля, представляющего собой корпус из пластика, размером (с возможностью погрешности пять мм) не более 120х61х30мм, внутри которого находится печатная плата с электронной схемой. Корпус датчика должен быть изготовлен из ударопрочного пластика.

Цифровой многофункциональный датчик напряжения (от не более -25 Вольт до не менее +25 Вольт)

Цифровой датчик напряжения должен быть предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения в электрических цепях учебных экспериментальных установок и робототехнических устройств. При измерении переменного напряжения, а также выпрямленного (пульсирующего напряжения одной полярности) датчик должен показывать действующее значение измеряемого напряжения. Датчик должен иметь диапазон измерений от не более -25 Вольт до не менее +25 Вольт. Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Подключение датчика к электрической цепи должно осуществляться с помощью гибкого кабеля длиной, достаточной для проведения эксперимента, имеющего на конце не менее 2 однополюсных штекерных разъема диаметром не более 4 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности. Датчик должен работать как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android (для совместимости с уже имеющимся у Заказчика программным обеспечением). Кроме того, датчик должен подключаться к Arduino-совместимым робототехническим изделиям.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик напряжения должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять измеряемое значение напряжения. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик напряжения (от не более -250 мВ до не менее +250 мВ)

Цифровой датчик напряжения должен быть предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения в электрических цепях учебных экспериментальных установок и робототехнических устройств. При измерении переменного напряжения, а также выпрямленного (пульсирующего напряжения одной полярности) датчик должен показывать действующее значение измеряемого напряжения. Датчик должен иметь диапазон измерений от не более -250 мВ до не менее +250 мВ. Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Подключение датчика к электрической цепи должно осуществляться с помощью гибкого кабеля длиной, достаточной для проведения экспериментов, имеющего на конце не менее 2 однополюсных штекерных разъема диаметром не более 4 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности. Датчик должен работать как с устройствами под управлением ОС семейства Windows, так и на устройствах под управлением ОС семейства Android (для совместимости с уже имеющимся у Заказчика программным обеспечением). Кроме того, датчик должен подключаться к Arduino-совместимым робототехническим изделиям.

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости напряжения от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB в режиме измерения постоянного тока должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 1 Гц (время между измерениями – 1 секунда), а наибольшее - не менее 10 Гц (время между измерениями – 0,1 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 3%, разрешение – не более 0,2 мВ, а время установления показаний должно составлять не более 0,1 секунды. Интерфейс программного модуля должен иметь экранное окно, реализующую функцию выбора режима работы – «постоянный ток» и «переменный ток». В режиме «переменный ток» датчик должен регистрировать действующее значение переменного сигнала в диапазоне частот от не более 10 Гц до не менее 1000 Гц. Коммуникационный разъем (например, IDC) для подключения к робототехническим изделиям должен содержать в себе контакт для вывода измеряемого сигнала в аналоговом виде, контакты питания 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 должен однозначно определять значение измеряемого напряжения. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик тока (от не более -2,5 Ампер до не менее +2,5 Ампер)

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Подключение датчика к электрической цепи должно осуществляться с помощью гибкого кабеля длиной, достаточной для проведения эксперимента, имеющего на конце не менее 2 однополюсных штекерных разъема диаметром не более 4 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик тока должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости силы тока от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 1 Гц (время между измерениями 1 секунда), а наибольшее - не менее 10Гц (время между измерениями 0,1 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 3%, разрешение – не более 0,01 Ампер, а время установления показаний должно составлять не более 0,1 секунды. Интерфейс программного модуля должен иметь экранное окно, реализующую функцию выбора режима работы – «постоянный ток» и «переменный ток». В режиме «переменный ток» датчик должен регистрировать действующее значение переменного сигнала в диапазоне частот от не более 10 Гц до не менее 1000 Гц.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение силы тока. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик тока (от не более -250 мА до не менее +250 мА)

Цифровой датчик тока должен быть предназначен для измерения силы постоянного и переменного тока в электрических цепях учебных экспериментальных установок и робототехнических устройств. При измерении переменного тока, а также выпрямленного тока (пульсирующего тока одной полярности) датчик должен показывать действующее значение измеряемого тока. Датчик должен иметь диапазон измерений от не более -250 мА до не менее +250мА. Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Подключение датчика к электрической цепи должно осуществляться с помощью гибкого кабеля длиной, достаточной для проведения эксперимента, имеющего на конце не менее 2 однополюсных штекерных разъема диаметром не более 4 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости силы тока от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 1 Гц (время между измерениями 1 секунда), а наибольшее - не менее 10 Гц (время между измерениями 0,1 секунда). Погрешность измерений должна быть не более 3%, разрешение – не более 0,2 мА, а время установления показаний должно составлять не более 0,1 секунды. Интерфейс программного модуля должен иметь экранное окно, реализующую функцию выбора режима работы – «постоянный ток» и «переменный ток». В режиме «переменный ток» датчик должен регистрировать действующее значение переменного сигнала в диапазоне частот от не более 10 до не менее 1000 Гц.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение тока. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик магнитного поля

Цифровой датчик магнитного поля должен быть предназначен для регистрации индукции магнитного поля. Датчик должен обеспечивать измерения в пределах от не более -40 мТл до не менее + 40 мТл. При этом датчик должен иметь не менее 2 диапазонов измерений: от не более -40 мТл до не менее +40 мТл; от не более -5 мТл до не менее +5 мТл.

В качестве сенсора в датчике должен использоваться вмонтированный в чип полупроводниковый чувствительный элемент, действие которого основано на эффекте Холла.

Основные характеристики сенсора:

• Чувствительность – не более 50 мВ/мТл

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Чувствительный элемент должен быть смонтирован на конце щупа, выходящего из боковой поверхности корпуса датчика. Длина щупа (с возможностью погрешности десять мм) должна быть не менее 190 мм, а диаметр – не более 9 мм. Ориентация сенсора в щупе должна обеспечивать регистрацию составляющей индукции магнитного поля, направленной вдоль оси щупа. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик магнитного поля должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости магнитного поля от времени. Переключение диапазонов (от не более -40 мТл до не менее +40 мТл; от не более -5 мТл до не менее +5 мТл), должно осуществляться в соответствующем окне программного модуля. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 10 Гц (время между измерениями 0,1 секунды), а наибольшее - не менее 100 Гц (время между измерениями 0,01 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 5%, а время отклика должно составлять не более 0,1 секунды. Интерфейс программного модуля должен иметь экранную кнопку, реализующую функцию коррекции нуля датчика.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение индукции магнитного поля. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик света

Цифровой датчик света должен быть предназначен для измерения уровня светового потока с высоким разрешением по времени. Диапазон измерения должен быть в пределах от не более 0 лк до не менее 10000 лк.

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Чувствительным элементом датчика должен быть полупроводниковый фотоэлемент, который должен быть размещен на внешней поверхности корпуса датчика и иметь размеры не менее 30х25 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик света должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости уровня светового потока (в относительных единицах) от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 10 Гц (время между измерениями 0,1 секунды), а наибольшее – не менее 1000 Гц (время между измерениями 0,001 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 10%. Время отклика должно составлять не более 1 мс.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение уровня светового потока. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой датчик ионизирующего излучения

Цифровой датчик ионизирующего излучения должен быть предназначен для измерения мощности дозы ионизирующего излучения. Диапазон измерений должен быть от не более 0 мкР/ч до не менее 1000 мкР/ч. Цифровой датчик должен состоять из чувствительного элемента - счетчика Гейгера-Мюллера, схемы питания, преобразующей напряжение с не более 5 Вольт до не менее 400 Вольт, микроконтроллера, резистора, на котором при регистрации частицы гамма-кванта возникает импульс напряжения. Элементы датчика должны быть смонтированы в корпусе из пластика. Для регистрации β-частиц, имеющих малый пробег в веществе, верхняя крышка корпуса должна быть съемной. Программный модуль при взаимодействии с датчиком должен проводить представление данных в виде не менее двух графиков - в верхней части экрана должны выводиться импульсы, соответствующие моменту протекания электрического тока в газоразрядной трубке счетчика при возникновении в ней свободных электронов под действием ионизирующего излучения, а на нижнем графике должна показываться зависимость мощности дозы от времени. Погрешность измерений должна быть не более 30%. Цифровой датчик ионизирующего излучения должен иметь разъем USB для подключения к компьютеру (не входящему в комплект поставки) через соединительный кабель. Размер корпуса датчика (с возможностью погрешности пять мм) должен быть не более 119х51х59 мм (ДхШхВ).

Цифровой многофункциональный датчик угла

Цифровой датчик угла должен быть предназначен для регистрации угла поворота, а также угла отклонения от положения равновесия вращающихся элементов учебных экспериментальных установок. Диапазон измерений должен быть от не более 0 градусов до не менее 3600 градусов (не менее 10 оборотов).

В качестве сенсора в датчике должен использоваться многооборотный потенциометр, позволяющий совершить не менее 10 оборотов.

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24 мм (ДхШхВ), изготовленном из ударопрочного пластика. Ось вращения многооборотного потенциометра должна быть перпендикулярна большой стороне корпуса датчика. В комплект датчика должна входить втулка, фиксируемая на оси потенциометра, и штанга, вкручивающаяся в эту втулку. Длина штанги должна быть не менее 245 мм. Корпус датчика должен иметь отверстие с вмонтированной в него гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик угла должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен осуществлять представление данных в виде зависимости угла поворота от времени. Частота оцифровки данных при работе через разъем USB должна выбираться в меню из дискретного списка значений, наименьшее из которых должно составлять не более 10 Гц (время между измерениями 0,1 секунды), а наибольшее - не менее 100 Гц (время между измерениями 0,01 секунды). Погрешность измерений должна быть не более 3 градусов. Время отклика должно составлять не более 10 мс.

Выходной аналоговый сигнал должен однозначно определять значение угла поворота. Выходной аналоговый сигнал должен лежать в пределах от 0 до величины подаваемого напряжения питания. Напряжение питания датчика должно быть не более 5 Вольт.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой датчик звука двухканальный

Цифровой датчик звука двухканальный должен быть предназначен для синхронной регистрации осциллограмм звуковых колебаний в не менее двух точках области распространения звуковых волн. Датчик должен состоять из основного модуля и не менее двух микрофонов, соединенных кабелями с основным модулем. Корпус модуля должен иметь отверстие с вмонтированной гайкой для вкручивания стержня (и закрепления в штативе) и слой магнитной резины на одной из сторон для крепления датчика на металлической поверхности. Габариты корпуса основного модуля (с возможностью погрешности три мм) должны быть не более 71х43х24 мм. Микрофоны должны быть выполнены в цилиндрических корпусах. Корпус каждого микрофона должен иметь встроенный магнит для фиксации его на металлической поверхности. Диаграмма направленности микрофонов должна быть круговая. Микрофоны должны быть связаны с основным модулем кабелем длиной, достаточной для проведения экспериментов. Частота оцифровки сигнала должна быть не менее 100 кГц по каждому из каналов. Рассогласование каналов по времени не должно превышать 0,01 мс. Диапазон частот регистрируемого сигнала должен лежать в пределах от не более 0,3 кГц до не менее 6 кГц. Программный модуль при взаимодействии с датчиком должен обеспечивать представление данных в виде двухканальной осциллограммы звуковых колебаний и позволять выбирать и изменять следующие параметры регистрации сигнала: длительность развертки (период регистрации сигнала), режим запуска (автоматический, ждущий, однократный), канал запуска (первый, второй) и условия запуска, включающие уровень сигнала и характер его изменения (возрастание, убывание) в момент запуска. Для анализа записанной осциллограммы программный модуль должен обеспечивать установку на осциллограмме двух маркеров с автоматическим выводом на экран интервала времени между ними.

Цифровой многофункциональный датчик силы

Цифровой датчик силы должен быть предназначен для регистрации силы, прикладываемой вдоль оси чувствительности датчика. Датчик должен иметь следующие технические характеристики: диапазон измерений от не более -20 Н до не менее +20 Н, погрешность измерений - не более 5%, время отклика - не более 0,1 секунды. Датчик должен быть выполнен на базе тензорезистивного чувствительного элемента. Электронная плата и чувствительный элемент должны находиться внутри корпуса из ударопрочного пластика, размером (с возможностью погрешности три мм) не более 44х62х31 мм. На корпусе датчика должен быть установлен стальной силовой элемент с не менее двумя взаимно перпендикулярными отверстиями для вставки стержня (перекладины штатива) диаметром не более 10 мм и винтом для фиксации датчика. Измеряемое усилие должно прикладываться к муфте датчика, которая должна иметь осевое отверстие для установки опорной площадки и диаметральное отверстие для фиксации крюка, к которому подвешиваются грузы. Крюк и опорная площадка должны входить в комплект датчика. Кроме того, в комплект датчика должна входить круглая подставка диаметром не менее 69 мм и имеющая на оси резьбовую шпильку для фиксации к стальному силовому элементу корпуса датчика.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик силы должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль осуществлять представление данных в виде зависимости силы от времени и коррекцию нуля перед началом измерений, выполняемую при нажатии соответствующей экранной кнопки.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой многофункциональный датчик ускорения и угловой скорости

Цифровой датчик ускорения и угловой скорости должен быть предназначен для измерения ускорения и угловой скорости движущихся тел. Ускорение должно определяться путем измерения реакции опоры отнесенной к массе. Датчик должен позволять проводить независимые измерения ускорения по трем координатам и угловой скорости вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей.

Количество диапазонов измерений ускорения должно быть не менее 4 штук

Диапазоны измерения ускорения, м/с²:

от не более -19,6 до не менее +19.6;

от не более -39,2 до не менее +39,2;

от не более -78,4 до не менее +78,4;

от не более -156,8 до не менее +156,8.

Количество диапазонов измерений угловой скорости должно быть не менее 5 штук

Диапазоны измерения угловой скорости, рад/с:

от не более -2,18 до не менее +2,18;

от не более -4,36 до не менее +4,36;

от не более -8,72 до не менее +8,72;

от не более -17,4 до не менее +17,4;

от не более -34,8 до не менее +34,8.

Погрешность измерений должна быть не более 10%.

Переключение диапазонов должно осуществляться в окне программного модуля работы с датчиком.

Датчик должен быть выполнен в корпусе (с возможностью погрешности три мм) размером не более 71х43х24мм, изготовленном из ударопрочного пластика. Корпус датчика должен обеспечивать возможность его закрепления на движущихся частях экспериментальных установок.

Для подключения к регистрирующим устройствам цифровой датчик ускорения и угловой скорости должен иметь не менее 2 разъема. Для подключения к персональному компьютеру под управлением ОС семейства Windows и к устройствам с поддержкой технологии OTG под управлением ОС семейства Android должен использоваться разъем USB. Для подключения к Arduino-совместимым робототехническим изделиям должен использоваться коммуникационный разъем (например, IDC).

При использовании разъема USB программный модуль должен обеспечивать представление данных в виде зависимостей проекций ускорения (реакции опоры, отнесенной к массе) и проекций угловой скорости от времени. Выбор представляемых на экране величин из полного списка должен осуществляться в окне экрана работы с датчиком.

Датчик должен позволять выполнять одновременное подключение коммуникационного разъема (например, IDC) к робототехническому изделию и USB разъема к компьютеру с целью синхронного вывода данных на два устройства – на персональный компьютер и на робототехническое устройство, что необходимо при разработке, настройке робототехнического устройства.

Цифровой датчик электрического заряда

Цифровой датчик электрического заряда должен быть предназначен для измерения величины электростатического заряда и его знака в экспериментах по электростатике, а также для изучения явления электризации тел. Измерение заряда должно осуществляться при его переходе с заряженного тела на обкладку входного конденсатора электронной схемы датчика. Датчик должен состоять из электронного блока, щупа с шаровым электродом и диэлектрической рукояткой, соединенных кабелем длиной, достаточной для проведения экспериментов. Датчик должен иметь изолированный провод длиной, достаточной для проведения экспериментов, с зажимом типа «крокодил» на конце для соединения его с заземленным элементом учебной установки. Датчик заряда должен работать в диапазоне от не более -50 нКл до не менее +50 нКл и регистрировать заряды обеих полярностей с отображением их на графике с учетом знака. Чувствительность датчика должна быть не более 0,1 нКл. Погрешность измерений должна быть не более 15%. Время установления показаний должно быть не более 1 секунды. Электронный блок цифрового датчика заряда должен иметь разъем USB для подключения к компьютеру (нетбуку) (не входящими в комплект поставки) через соединительный кабель. Размер корпуса электронного блока должен составлять (с возможностью погрешности три мм) не более 71х43х24 мм (ДхШхВ). Корпус должен быть изготовлен из ударопрочного пластика и иметь магнитный слой на одной из сторон для закрепления на металлической поверхности. Программный модуль при взаимодействии с датчиком должен обеспечивать представление данных в виде зависимости заряда входного конденсатора датчика от времени. Кроме того, при каждом запуске измерений должна формироваться программная команда, обеспечивающая полную разрядку входного конденсатора датчика и обнуление показаний на экране.

Дополнительные аксессуары

-стержень для закрепления датчика в штативе, не менее 2 штук;

-кабель соединительный USB, не менее 2 штук;

-кабель соединительный для коммуникационного разъема;

-комплект пластин для датчика ускорения и угловой скорости;

Комплект пластин для датчика ускорения и угловой скорости должен быть предназначен для обеспечения совместного размещения и использования на экспериментальной учебной установке либо учебном стенде датчика ускорения и угловой скорости и беспроводного модуля сопряжения. В эксперименте помимо обеспечения беспроводного режима передачи данных измерений, модуль сопряжения также должен обеспечить для измерительного датчика автономность по электропитанию.

Конструктив из пластин должен состоять из горизонтальной пластины для винтовой фиксации датчика и модуля сопряжения, а также вертикальной пластины, используемой в качестве держателя. Материал изготовления должен быть пластик.

Комплект оборудования для проведения экспериментов

Комплект оборудования для проведения экспериментов должен включать:

- Скамья лабораторная. Длина должна быть не менее 746 мм, шкала с ценой деления не более 1 мм;

- Экран стальной, размер должен быть не менее 210х155 мм;

- Переходник для питания должен обеспечивать питание электрической цепи постоянного тока с напряжением не менее 5 Вольт. Питание должно осуществляться через разъем USB на персональном компьютере (ноутбуке) (не входящем в комплект поставки);

- Набор элементов для опытов по механике;

- Набор элементов для опытов по молекулярной физике;

- Набор элементов для опытов по электричеству и магнетизму;

- Набор элементов для опытов по оптике.

Набор элементов для опытов по механике должен иметь в составе:

- Резьбовой болт для закрепления скамьи к штативу, должен быть выполнен из стали, длина стержня должна быть не менее 120 мм;

- Каретка с магнитом, на торцах каретки должны быть расположены по одному крючку-зацепу;

- Шар стальной диаметром не менее 18 мм;

- Пружина жесткостью не менее 5 Н/м;

- Нить-моток длиной не менее 1,2 метра. Нить должна быть изготовлена путем крученого плетения с использованием в пряди не менее двух нитей одновременно. Нить должна быть предназначена для выполнения учебных лабораторных опытов с набором;

- Магнит дисковый – не менее 2 штук;

- Пластина стальная с магнитным слоем.

Набор элементов для опытов по молекулярной физике в составе:

- Шприц с ограничителем хода, объем должен быть не менее 50 мл;

- Шприц для перелива воды, объем должен быть не менее 50 мл;

- Стакан полипропиленовый, объем должен быть не менее 50 мл;

- Стакан пластиковый, объем должен быть не менее 200 мл, количество не менее 2 штук;

- Сосуд стеклянный со штуцером, объем не менее 30 мл;

- Трубка силиконовая длиной не менее 100 мм внутренний диаметр не менее 3 мм;

- Цилиндрическое тело из алюминия.

Набор элементов для опытов по электричеству и магнетизму в составе:

- Набор резисторов на пластиковой основе с магнитным основанием. Количество резисторов должно быть не менее 4 штук, сопротивление резисторов должно быть: 10 Ом, 200 Ом, 360 Ом, 1000 Ом;

- Переменный резистор на пластиковой основе с магнитным основанием. Сопротивление переменного резистора должно быть в диапазоне от не более 0 Ом до не менее 100 Ом;

- Диод полупроводниковый;

- Модель трансформатора с тремя обмотками;

- Катушка-моток, количество не менее 2 штук;

- Держатель для сборки катушек Гельмгольца;

- Светодиод;

- Модель конденсатора (2 листа фольги);

- Зажим типа «крокодил», количество не менее 2 штук;

- Ключ для размыкания и замыкания электрической цепи;

- Комплект проводов;

- Труба из прозрачного полимерного материала диаметром не менее 30 мм;

- Вставки центрующие, в количестве не менее 2 штук.

Набор элементов для опытов по оптике в составе:

- Рейтеры с установленными линзами. Рейтер с собирающей линзой (F= 50мм), рейтер с рассеивающей линзой (F= -75мм). Диаметр линз должен быть не менее 37 мм; Линза должна быть изготовлена из стекла и установлена в рейтер. Рейтер должен быть цельно литой конструкцией, габаритные размеры рейтера: высота – не менее 90 мм, ширина (без учета размера указателей положения) – не менее 52 мм. Цвет рейтера должен быть черный. Материал рейтера должен быть матовый ABS пластик. Конструкция рейтера должна быть с фигурным пазом для установки в оптическую скамью и с указателем точного расположения. Рейтер должен жестко фиксироваться в оптической скамье за счет упругости.

- Рейтер с магнитом. В рейтер должны быть установлены два неодимовых магнита, для фиксации экрана. Габаритные размеры рейтера: высота – не менее 90 мм, ширина (без учета размера указателей положения) – не менее 52 мм. Цвет рейтера должен быть черный. Материал рейтера- матовый ABS пластик. Конструкция рейтера должна быть с фигурным пазом для установки в оптическую скамью и с указателем точного расположения.

- Переходная рамка или адаптер для слайда должен быть совместим с рейтером и слайдом. Материал - черный ABS пластик.

- Объект «Параллельные линии»;

- Линейка на магнитной основе с длиной измерительной шкалы не менее 10 см;

- Коврик пенополиуретановый, размером не менее 100х100 мм;

-Дифракционная решетка, период 600 штр./мм. Дифракционная решетка должна быть закреплена в квадратном пластмассовом корпусе с длиной стороны корпуса не менее 50 мм. Период дифракционной решетки должен быть 1:600 мм;

- булавка с шариком в количестве не менее 2 штук.

- Зеркало с угловым держателем. Размер зеркала должен быть не менее 15х59 мм (ВхШ).

Флеш-накопитель с программным модулем

Программный модуль должен поставляться на флеш-носителе. Программный модуль должен позволять пользователю работать с оборудованием из состава цифровой лаборатории в операционных системах семейства Windows, Linux (AltLinux, AstraLinux) и Android (для совместимости с уже имеющимся у Заказчика программным обеспечением) с учетом их индивидуальных технических особенностей и функциональных возможностей. Программное меню программного модуля должно быть русифицировано и иметь интуитивно понятный интерфейс. В составе программного модуля должно быть все необходимое для работы с данными, получаемых от цифровых датчиков, подключенных к компьютеру. Работа с данными программного модуля должна состоять из одного, нескольких нижеперечисленных пунктов: получение данных; вывод временной зависимости физической величины от времени на экран; построение графика; составление электронного отчета. Программный модуль должен иметь следующие функциональные особенности: автоматическое обнаружение подключенного датчика; регистрация данных с датчика; представление полученных данных на экране в виде графиков, таблиц, рисунков; масштабирование осей графика измерений; настройка периода оцифровки данных; дополнительная пользовательская калибровка датчика; работа с графическими маркерами для работы с промежуточными результатами измерений.

Программный модуль должен содержать не менее 42 сценариев проведения лабораторных работ, включающие оптимальные параметры настройки датчиков, позволяющие получить сигнал с датчиков при использовании оборудования, описанного в методическом руководстве к цифровой лаборатории. При проведении работ в рамках сценариев программный модуль каждого сценария должен иметь окна: а) регистрации сигнала, поступающего с датчика (включая веб-камеру); б) обработки данных (с вкладками для формирования таблиц, построения графиков на основе сформированных таблиц; в) формирования электронного отчета. Окно регистрации должно иметь цифровой инструментарий: по заполнению таблиц обработки, предусматриваемый методикой проведения работы, экспорта таблицы (или ее фрагмента по усмотрению пользователя) со всеми данными, зарегистрированными датчиком, во внешний файл для дальнейшей обработки во внешнем редакторе таблиц.

Окно регистрации сигнала веб-камеры должно позволять регистрировать статичное изображение с нее и видеофайл с регулируемой частотой регистрации кадров.

Окно обработки на вкладках работы с таблицами должно обеспечивать следующие функции: а) ввод исходных данных проводимого эксперимента; б) автоматическое заполнение таблицы после проверки программой правильности заполнения учащимся отдельных ячеек; в) проверка правильности выполнения учащимся арифметических операций с размерными величинами в отдельных ячейках с цветовой индикацией правильного результата; г) экспорт полученных таблиц во внешний файл, который затем обрабатывается во внешних редакторах таблиц. Окно обработки статичного кадра с веб-камеры должно содержать инструментарий для измерения координат объектов на статичном кадре в выбираемой прямоугольной системе координат (установка начала системы координат, поворот осей и задание длины масштабного отрезка), расстояний между объектами в кадре, углов между направлениями в кадре и радиусов окружностей, зафиксированных в кадре, и формирования таблиц данных на основе такой обработки. Окно обработки видеофрагмента должно содержать инструментарий, позволяющий получать зависимость изменения параметров объектов, регистрируемых в каждом кадре (координата, расстояние между точками, угол между направлениями) от времени, обеспечивающий просмотр, паузу, остановку просмотра с возвратом на первый кадр, выбор шага (числа пропускаемых кадров) при покадровом просмотре.

Окно обработки на вкладках работы с графиками должна содержать инструментарий по: на нанесению на график точек при оптимальном выборе масштаба и пределов измеряемых величин на осях; нанесения ошибок измерений (при указании их в таблице исходных данных); аппроксимации получаемых зависимостей графиками аналитических функций из имеющегося набора с совмещением графика с экспериментальными данными подбором наилучших коэффициентов функции выбранного вида методом наименьших квадратов; экспорту данных в виде графического файла для работы с графиками вручную.

Каждый сценарий работы должен предусматривать оптимальную автоматизацию получения и обработки данных на основе описанного инструментария, позволяющую добиваться методической цели проведения работы, проводить ее в отведенное для выполнения работы время и максимально облегчить проверку электронного отчета по выполнению работы.

Окно формирования электронного отчета учащегося о выполненной работе должно обеспечивать копирование в него фотографии установки, всех материалов по получению данных с датчиков и обработки данных, собранных в рамках выполнения сценария работы, и набор с клавиатуры текстов с использованием в формулах греческих и латинских символов.

Кроме того, в программном модуле должны храниться «Бланки для составления отчетов» для работ, которые могут выполнены как с составлением электронных отчетов, так и фиксацией данных с датчиков путем ручного перенесения их в распечатанный «Бланк для составления отчета» и с обработкой этих данных в шаблонах Таблиц и Графиков, включенных в бланк.

Программный модуль должен обеспечивать управление генератором сигналов на базе компьютера (не входящего в комплект поставки) в работах по электричеству, а также формирование изображений для использования их в качестве объектов в работах по оптике.

Кроме функций получения данных от датчиков и видеокамеры, работы с данными и управления генератором программный модуль должен обеспечивать проведение численных экспериментов на основе расчетных моделей по следующим темам:

магнитное поле катушки (расчетная модель «Магнитное поле катушки»)
зарядка и разрядка конденсатора (Блок «Конденсатор» расчетной модели «Электродинамика»)
явление самоиндукции (Блок «Индуктивность» расчетной модели «Электродинамика»)
свободные электромагнитные колебания (Блок «Колебательный контур» расчетной модели «Электродинамика»)
резонанс в последовательном контуре (Расчетная модель «Резонанс»)
фокусирующие и рассеивающие линзы (Расчетная модель «Фокусное расстояние линзы»)
интерференция света в схеме Юнга (Расчетная модель «Интерференция в схеме Юнга»)
изучение дифракционной решетки (Расчетная модель «Дифракционная решетка»)

Расчетная модель «Магнитное поле катушки» должна обеспечивать расчет и представление картины магнитного поля, возникающего вокруг катушки с током. Программа должна иметь два экрана представления данных – экран векторного представления поля и экран графиков. Экран векторного представления поля должен включать в себя изображение катушки, пространство для вывода векторов индукции магнитного поля, а также слайдеры для задания параметров катушки и слайдеры для задания положения осей построения графиков. При этом должно быть обеспечено задание длины катушки и ее радиуса, плотности витков намотки и силы тока. Вектор индукции магнитного поля должен представляться отрезком, начинающимся в точке установки маркера. Длина и направление отрезка должны характеризовать величину и ориентацию вектора индукции. При этом на экране должны быть показаны координаты маркера и величины проекций индукции магнитного поля в точке установки маркера. На экране графиков должны представляться зависимости продольной (вдоль оси катушки) и радиальной (вдоль направления радиуса катушки) проекций вектора индукции магнитного поля на выбранные координатные оси. На поле графика должен работать маркер, позволяющий считывать с графика значение индукции магнитного поля и координату рассматриваемой точки. Программа должна формировать таблицу результатов расчета магнитного поля, которая может быть вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Блок «Конденсатор» расчетной модели «Электродинамика» должен обеспечивать расчет осциллограмм напряжения на конденсаторе и силы тока в цепи при разных параметрах элементов, образующих электрическую цепь. Работа с расчетной моделью должна способствовать пониманию учащимися процессов, происходящих в электрических цепях, содержащих конденсатор. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений элементов электрической цепи и работу с полученными осциллограммами: установку маркера и определение значений параметров осциллограмм в выбранных точках, а также определение времени. Кроме того, должен обеспечиваться выбор характера электрического процесса в цепи (зарядка конденсатора, разрядка конденсатора). Должна быть предусмотрена возможность выбора скорости развертки на экране и исходного диапазона напряжений, а также сдвиг рабочей зоны экрана по двум координатам и масштабирование экрана. Программа должна формировать таблицу результатов, которая может быть вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Блок «Индуктивность» расчетной модели «Электродинамика» должен обеспечивать расчет осциллограмм напряжения на катушке индуктивности, силы протекающего через индуктивность тока и напряжения на резисторе при разных параметрах элементов, образующих электрическую цепь. Работа с расчетной моделью должна способствовать пониманию учащимися процессов, происходящих в электрических цепях, содержащих индуктивность и, в частности, причин возникновения скачка напряжения при размыкании цепи. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений элементов электрической цепи (напряжение источника питания, индуктивности катушки и сопротивление двух резисторов) и работу с полученными осциллограммами: установку маркера и определение значений параметров осциллограмм в выбранных точках, а также определение интервалов времени. Кроме того, должен обеспечиваться выбор характера электрического процесса в цепи (подключение источника питания, отключение источника питания). Должна быть предусмотрена возможность выбора скорости развертки на экране и исходного диапазона напряжений, а также сдвиг рабочей зоны экрана по двум координатам и масштабирование экрана. Программа должна формировать таблицу результатов, которая может быть вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Блок «Колебательный контур» расчетной модели «Электродинамика» должен обеспечивать расчет осциллограмм напряжения на конденсаторе и силы тока в цепи при разных параметрах элементов, образующих электрическую цепь. Работа с расчетной моделью должна способствовать пониманию учащимися процессов, происходящих в электрической цепи, в которую последовательно включены катушка индуктивности конденсатор и активное сопротивление. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений элементов электрической цепи (напряжение источника питания, индуктивность катушки, емкость конденсатора, сопротивление резистора) и работу с полученными осциллограммами: установку маркера и определение значений параметров осциллограмм в выбранных точках, а также определение времени. Кроме того, должен обеспечиваться выбор характера электрического процесса в цепи (подключение источника питания – зарядка конденсатора, отключение источника питания – режим свободных колебаний). Должна быть предусмотрена возможность выбора скорости развертки на экране и исходного диапазона напряжений, а также сдвиг рабочей зоны экрана по двум координатам и масштабирование экрана. Программа должна формировать таблицу результатов, которая может быть вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Расчетная модель «Резонанс» должна обеспечивать расчет осциллограмм напряжения на конденсаторе, напряжения на индуктивности и напряжения на резисторе при разных параметрах элементов, образующих электрическую цепь (последовательный контур). При этом должен быть обеспечен учет собственного сопротивления катушки индуктивности. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений элементов электрической цепи, включая сопротивление провода катушки индуктивности, и параметров сигнала генератора, к которому подключена моделируемая цепь (напряжение на выходе, частота). При работе с полученными осциллограммами должны обеспечиваться следующие возможности: установка пределов напряжения на экране и скорости развертки, установка маркера и определение значений параметров осциллограмм (напряжение, время) в выбранных точках, перенос отмеченного маркером значения напряжения в таблицу обработки данных. Кроме того, должен обеспечиваться выбор частоты и амплитуды напряжения источника питания. При этом для удобства получения амплитудно-частотной характеристики должно быть предусмотрено изменение частоты генератора с определенным шагом и ввод частоты генератора в таблицу обработки данных одновременно с вводом значения напряжения. Программа должна позволять пользователю строить график на основе данных, собранных в таблице обработки данных, и обеспечивать работу маркера на поле данного графика для количественного изучения резонансных кривых. В расчетной модели должен обеспечиваться экспорт полученных результатов как в виде рисунка, так и в виде текстового файла.

Расчетная модель «Фокусное расстояние линзы» должна обеспечивать расчет преломления световых лучей на поверхностях линзы с целью определения фокусного расстояния линзы с заданными значениями радиусов кривизны поверхностей. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений радиусов кривизны поверхностей линзы и характера этих поверхностей (вогнутая, выпуклая, плоская), радиуса пучка света, показателя преломления материала линзы. Кроме того, по выбору пользователя должно обеспечиваться построение нормалей к преломляющим поверхностям в точках прохождения через них световых лучей и построение продолжений расходящихся лучей при рассмотрении рассеивающих линз. При расчете хода лучей программа должна показывать не конечную картину прохождения лучей через линзу, а прорисовывать распространение луча во времени. Координаты любой точки на экране должны определяться и показываться при установке в эту точку маркера. Программа должна обеспечивать копирование изображения хода лучей на экране в буфер обмена, после чего оно может быть вставлено в графический, текстовый редактор. Точность выполнения расчетов должна обеспечивать корректное сравнение моделей тонкой и толстой линзы, рассмотрение зависимости положения точки фокусировки от диаметра параллельного пучка, падающего на линзу, а также иллюстрацию понятия главной плоскости линзы в случае, когда этих плоскостей две.

Расчетная модель «Интерференция в схеме Юнга» должна обеспечивать расчет возникающей на экране интерференционной картины при освещении двух расположенных близко друг от друга щелей монохроматическим излучением. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений длины волны излучения, ширины щелей и расстояния между ними. Кроме того, по выбору пользователя должна быть обеспечена возможность закрытия любой из двух щелей, и вывод на экран картины дифракции на щели, оставшейся открытой. Вывод интерференционной картины должен осуществляться как в виде графика зависимости освещенности экрана от координаты, так и в виде «фотографического» изображения спектра, при этом цвет освещенных областей экрана должен соответствовать цветовому восприятию используемой длины волны. С целью определения параметров интерференционной картины координаты любой точки на экране должны определяться и показываться при установке в эту точку маркера. При этом программа должна обеспечивать масштабирование экрана в горизонтальном направлении. Работа с расчетной моделью должна способствовать пониманию учащимися явления интерференции, в частности, работа с расчетной моделью должна способствовать выявлению закономерностей изменения картины интерференции при варьировании исходных параметров задачи.

Расчетная модель «Дифракционная решетка» должна обеспечивать расчет возникающей на непрозрачном экране интерференционной картины при освещении дифракционной решетки монохроматическим излучением. Экранный интерфейс программы должен обеспечивать ввод значений длины волны излучения, количества штрихов и периода модели дифракционной решетки. Вывод интерференционной картины должен осуществляться как в виде графика зависимости освещенности экрана от координаты, так и в виде «фотографического» изображения спектра, при этом цвет освещенных областей экрана должен соответствовать цветовому восприятию используемой длины волны. С целью определения параметров интерференционной картины координаты любой точки на экране должны определяться и показываться при установке в эту точку маркера. Работа с расчетной моделью должна способствовать пониманию учащимися явления интерференции, в частности, работа с расчетной моделью должна способствовать выявлению закономерностей изменения картины интерференции света, распространяющегося от нескольких щелей при варьировании исходных параметров задачи. При этом результаты численного моделирования должны сопоставляться с результатами расчета по аналитическим формулам. В частности, расчетная модель должна демонстрировать зависимость разрешающей способности дифракционной решетки от числа штрихов.

Все расчетные модели должны иметь методические руководства, описывающие численные эксперименты, которые могут быть выполнены с помощью данной модели. В руководствах должно быть описано следующее количество экспериментов:

Расчетная модель «Магнитное поле катушки» - не менее 6 экспериментов
Блок «Конденсатор» модели «Электродинамика» - не менее 2 экспериментов;
Блок «Индуктивность» модели «Электродинамика» - не менее 2 экспериментов;
Блок «Колебательный контур» модели «Электродинамика» - не менее 2 экспериментов;
Расчетная модель «Резонанс» - не менее 3 экспериментов;
Расчетная модель «Фокусное расстояние линзы» - не менее 6 экспериментов;
Расчетная модель «Интерференция света в схеме Юнга» - не менее 3 экспериментов;
Расчетная модель «Дифракционная решетка» - не менее 3 экспериментов.

Все руководства по работе с программой численного моделирования должны поставляться на флеш-накопителе вместе с программными модулями.

Справочно-методические рекомендации

Справочно-методические рекомендации должны быть представлены методическим пособием по работе с цифровой лабораторией на русском языке.

Справочно-методические рекомендации должны иметь типографский способ печати, плотность бумаги не менее 80 гр./м², издательский формат не менее 60х84/8, двустороннюю печать и полноцветную красочность.

Справочно-методические рекомендации должны содержать описание:

- интерфейса программного модуля и порядка его установки;

- функционала программного модуля для регистрации данных с датчиков (включая веб-камеру),

- инструментария по обработке данных (изменения масштабов демонстрации сигнала с датчика, перенесения данных в Таблицы и дальнейшей работы с ними, алгоритмы обработки изображений, получаемых с веб-камеры, составление электронного отчета),

- методики проведения не менее 50 лабораторных работ, объединенных в 4 раздела: Механика, Молекулярная физика, Электричество, Оптика, с пошаговыми инструкциями проведения этих работ.

- методики проведения лабораторных работ с пошаговыми инструкциями по их выполнению, в том числе методики проведения лабораторных работ с применением датчика ускорения и угловой скорости, при этом количество лабораторных работ с применением датчика ускорения и угловой скорости должно быть не менее 15 штук (измерение ускорения свободного падения, опыты по изучению движения тела на наклонной плоскости, опыты по изучению движения тела на горизонтально расположенной направляющей, опыты по изучению колебания тела на пружине, опыты по изучению колебания тела на нити)

Система хранения

Все оборудование (кроме скамьи), входящее в состав цифровой лаборатории должно быть уложено в контейнеры, которые должны быть изготовлены из пластика. Контейнеры должны иметь ложементы и прозрачную крышку, изготовленную из пластика.

Скамья должна иметь отдельную упаковку.

Контейнер должен представлять собой корпус с боковыми и торцевыми стенками, верхняя часть которых снабжена наружной Г-образной отбортовкой. Внутри контейнера должны быть расположены ложементы для деталей и оборудования. Ложементы должны быть изготовлены из упругого материала на основании, установленном на дно и внутренние полочки корпуса контейнера, выполненном по периметру большего размера, чем внутренний периметр корпуса (для надежной фиксации), внутренние размеры ложементов должны быть меньше размеров деталей и оборудования, размещенных в нем (для надежной фиксации).

Цифровая лаборатория по физике для учителя тип 2. Доставка по Москве и области, а также во все регионы России и страны СНГ. Возможен самовывоз со склада в Москве.

**Гарантии на обмен и возврат товара.

Манометр демонстрационный

Прибор для демонстрации линейного расширения тел

Трубка для демонстрации конвекции в жидкости ТбК.

Цифровая лаборатория по физике для учителя тип 2

Оставьте отзыв

Заполните обязательные поля *.

Имя: *

E-mail: *

Комментарий: *

Я выражаю согласие на передачу и обработку персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности *