Virtuális méréstechnika a középiskolai kísérletező oktatásban Dr. Gingl Zoltán egyetemi docens SZTE, Kísérleti Fizikai Tanszék   www.noise.physx.u-szeged.hu

Az ember kapcsolata a külvilággal érzékelés feldolgozás beavatkozás Cél: létfenttartás, komfort megismerés (tudomány, oktatás) gazdaságosság …

Műszerek, gépek külső jelek jelátalakítás gépi feldolgozás beavatkozás a jeleket át kell alakítani, hogy kezelhetők legyenek vissza kell őket alakítani, hogy hassanak a külvilágra pl. fűtés, hűtés,…

Legjobb műszerek, eszközök: hatékony feldolgozás régen: fogaskerek, rugók, ügyes megoldások nagy lépés: elektronika megjelenése intelligens eszközök: digitális elektronika informatika számítógépek jelentős részük szoftver! (virtuális)

Egy modern műszer, eszköz A/D konverter külső jelek szenzor szám processzor és szoftver elektromos jelek digitális jelek szám D/A konverter beavatkozás aktuátor A/D konverzió (digitalizálás): elektromos jelek számok

Példák hőmérő, termosztát, mérleg mosógép, hűtőgép telefax, telefon, mobiltelefon CD, szintetizátor, audio, DVD, Dolby multimédia, „intelligens” játékok autók motorjának vezérlése, GPS repülőgép-navigáció orvosi műszerek (UH, CT) katonai alkalmazások …

Mobiltelefon A/D konverter külső jelek szenzor hang (nyomás), elmozdulás mikrofon, billentyűzet digitális jel (szám) processzor és szoftver hang (nyomás) fény mozgás hangszóró, kijelző, rezgő digitális jel (szám) D/A konverter beavatkozás aktuátor

Virtuális műszerek szenzorok segítségével elektromos jel digitalizálás: számok feldolgozás: személyi számítógép a műszer legnagyobb része szoftver számítások megjelenenítés … csak a szoftver cseréjével ezernyi műszer!

Mit mérhetünk? Milyen szenzoraink vannak?

Elmozdulás Potencióméter

Gyorsulás, gravitáció

Hőmérséklet: termoelem

Hőmérséklet: termisztor

Hőmérséklet: Pt100

Fényintenzitás Fotoellenállás

Fotokapu

Nyomás (gáz, folyadék)

és még elektromos jellé alakítható: mágneses tér erő mechanikai feszültség áramlási sebesség, mennyiség folyadékszint páratartalom gázkoncentráció pH …

Kísérletek nagyon sok hagyományos kísérlet végezhető rengeteg új kísérlet lehetősége olyan jelek mérése, ami eddig lehetetlen volt magunk készítjhetjük a műszereket! jobban megétrjük: látjuk a műszer belsejét