初中化学数字化实验.pptVIP

17ICCE 一、手持技术的概念与原理 手持技术(Held Technology)顾名思义，在掌上就可以操作的技术，因而又称“掌上技术”，是一种常用的传感器技术。它是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的、定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统，由于其体积较小，在手掌上就可以操作，采集多种数据，故形象地称为手持技术仪器。 （一）数据采集器介绍 数据采集器是一个数据采集与数据分析功能的综合理科实验系统。 它把实验过程中的物理信号转变为数字信号输出，全程跟踪实验过程中的数据变化并以多种形式显示实验结果。 （二）传感器介绍 传感器： 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。或传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。 工作原理： 传感器的选择依据 生成气体的反应－可以用压强传感器测定单位时间内压强的变化 生成有色物质的反应－可以用色度传感器测定单位时间内色度的变化 逐渐生成有色物质（或沉淀）——可以用光强传感器测定单位时间内光强的变化 （三）系统软件介绍 实验数据处理程序：利用计算机强大的运算和数据处理功能，能更好地把握实验的动态以及对实验结果进行分析、推测，同时还可以通过接口软件对掌上技术的硬件进行更加精确的操作。 实时录像系统：将摄像头与计算机连接，可实时地记录实验现象、将数据曲线与实验现象同时呈现在计算机上，且记录的数据和拍摄的录像都可以保存在计算机中，可以随时播放，再现实验过程。 二、手持技术的特点 便携：数据采集器和传感器都较小,实验时在手掌上就可以操作，可随时随地地进行定量实验探究活动。 实时：数据变化过程与实验过程同时进行，与计算机连接，就能将显示变化过程的各种形式同时演示出来，与微型摄像头连接，就能将实验的整个操作过程演示出来并储存在计算机的硬盘中，实验后可以重复演示。 1、数据采集器使用方法 (1）开机 按下数据采集器面板上的“开机”(ON）按键，采集器首先进行自检，然后显示主菜单（如右图） 设置数据采集器的工作模式 从开机状态的图面开始 按数据采集器上的“→”键到“系统配置”,按“回车”键进入“系统配置” ，根据需要按“→”或“←”可选择：“自动”、“手动”模式。本实验设置 “工作模式为“自动” . 2、采集数据 按“执行”键（回车键）开始采集数据，同时打开软件（事先安装在电脑中），电脑屏幕会出现数据采集界面（事先数据采集器与电脑连接好），随着实验的进行，从电脑屏幕可观察到曲线从起点出来（12：00）慢慢的到终点（14：00）。实验结束（也可在实验结束后从文件夹中观察到）。 四、手持技术在初中化学实验教学和研究性学习中的应用示例 （一）手持技术在酸碱中和反应中的应用 【实验仪器与试剂】 数据采集器、pH传感器、磁力搅拌器、磁力搅拌子、酸式滴定管、100mL烧杯； 0.1mol/L盐酸、0.1mol/L氢氧化钠溶液。 （二）探求物质溶解于水时温度变化的规律。 物质溶解于水往往使溶液的温度发生变化。选取NH4NO3、NaCl 和 NaOH 3 种物质溶解于水时, 应用手持技术, 定量测量其温度的变化, 探求物质溶解于水时温度变化的规律。 图2 系统配置 采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置 采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置 按“ESC”键返回到开始的主界面。 从开机状态的图面开始，移动光标到“采集器设置”，然后按 “执行“键（回车键）， 采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置 屏幕显示“传感器通道——温度”后，接着显示右图： 设置采样率： 根据需要设置，通过按“←”或键“→”键可选择频率： ……;10/min、1/10sec 、 1/sec、 10/S、25/S、50/S、100/S、500/S……。 本实验选择：“1/10sec” →按“回车” 键下到“采样数”处。 设置采样数： 根据需要通过按“←”或键“→”键可选择采样数，20 、 50、 100、500、1000、2000、…… 本实验选择：“10000” →按“回车” 键下到“显示方式”处 设置显示方式： 根据需要通过按“←”或键“→”键可选择显示方式：条图、表格、曲线、数字。 本实验选择：“曲线” 按“ESC”键回到“主菜单” 采样启动 样品采集 统计分析 打开文件 系统配置 【实验步骤】 量取25mL氢氧化钠溶液（0.1mol/L）于100mL烧杯中；酸式滴定管用0.1mol/L盐酸润洗，装液，调零；打开磁力搅拌器，设置软件，开始记录数据的同时打开酸式滴定管活塞，控制滴加速度稳定；待加入盐酸与氢氧化钠溶液体积比约为1：1，停止数据记录，关闭酸式滴定管活塞、磁力搅