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利用距离传感器的教育课程实验主题(例) |
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—匀速运动
—匀加速运动
—空中降落物体的运动
—振子运动
—运动量保存▂实验 |
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距离传感器是利用超声波测量＠ 物体降落的距离。这本书中提到的距离传感器使用的超声波有约20º的圆锥形扩散角，可感应0.4m至6.0m距离内圆锥形领域内的物体，测量距离。
如果圆锥形领域内有不必要的障碍物时，会影响到运动测量。距离传感器使用的超声波在空气中(常温20℃，密度0.0012g/cm3)以声音速度(340m/s)为标准测量距离，所以存在空气温度、密度不同引起的误差「。由于声音的速度界限，数据收集速度也受限制，所以很难以50个/秒以上的最大速度测量物体运动。
各种实验中，例如在匀加速运动或者不考虑空气阻力的物体降落运动▆的实验中，随着时间的变化，运动速度的变化量较大时，受距离传感器测定原理的各种误差的影响，可能在误差范围测量(△U/△T)，因此无法得到适当︼的实验结果。
使用距离传感器时，需要根据各种实验情况进行必要的实验设计，请参考实验指导书。
常温空气中，到物〓体的距离(D)、媒质中声波速度(υ)、声波的往返时间(t)、超声波传感器的非感知距离(0.4m)的补正值(d=0.2)时，考虑到超声波干扰和实验误差，用超声波脉冲的测量间距Δt=2t来计算时
在实际实验中设定测量间距时，设定的∆t测量间◢距要比物体距离D小。这本书◆上用的距离传感器把A信道当作数码信道来使用，因此要连接到信道A，而信道B和信道C不连接其他的传感器。 |
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距离传感器的使用方法 |
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实验安全注意事※项 |
①本传感器直接接触水、化学物质ζ等或者在湿度很高的地方使用时会出现错误操作、故障和触电，所以要加以注意。
②距离传感器只连接信道A使用。这时信道B和信道C不连接其他卐传感器。 |
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实验设计 |
将测量间距(Δt)设为0.02秒(每秒收集数据50次)时，最大可测量的距离D为(1/4)(340)(0.02)-0.2=1.5m。但是在实际实验环境中，考虑到媒质的Ψ 特性和错误传播，应设计测量比1.5m短的距离。 |
