直接®光电门用户手册
顺序代码:GDX-VPG
直接光电门用于测量通过门的物体的速度、加速度和时间。当红外光束通过大门时,该物体会阻挡它。运动数据可以从光束阻塞的时间确定。
这种通用的光门可以用于物理和物理科学课上的各种各样的实验。例子包括
- 测量滚动物体的速度
- 自由落体的加速度测量
- 在斜坡上测量手推车的加速度
- 研究钟摆的摆动
- 对旋转物体的周期进行计时
- 测量物体碰撞的速度
直接光电门是一种双栅传感器,包括两个内置在传感器臂上的光门。这种配置允许精确的速度测量,而不需要知道物体的几何形状。当需要时,内部门也可以作为传统的单门光门单独使用。直接光电门还包括一个单激光门,用于通过传感器臂外的物体。使用激光门需要一个可见光笔激光器(不包括在内)。
直接光电门可以单独使用还是配合使用直接光电门s.可选的附件电缆(订单代码:VPG-CB-GDX)允许您将两个雏菊链直接光电门S一起提高两个门之间测量的计时精度。
注意:游标产品是为教育Manbetxapp手机用途而设计的。我们的产Manbetxapp手机品既不设计也不推荐用于任何工业、医疗或商业过程,如生命维持、患者诊断、生产过程控制或任何类型的工业测试。
包括什么
- 直接光电门
- 辅助杆
- 微型USB电缆
兼容的软件
选择下面的一个平台,查看其兼容性要求。
LabQuest
接口 | LabQuest应用 |
---|---|
LabQuest 3 | 全力支持 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持1 |
LabQuest(停止) | 不兼容的 |
兼容性的笔记
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要直接使用蓝牙适配器当与一些老的LabQuest 2模型.
电脑
软件 | |
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接口 | 图形分析应用程序的计算机 版本5.4 |
不需要接口 | 全力支持1 |
LabQuest 3 | 全力支持2 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持23. |
兼容性的笔记
- 对蓝牙®仅支持运行Windows 10或Mac OS X 10.10或更新版本的计算机。计算机还必须有兼容的蓝牙4.0+收音机。
- 通过USB或无线蓝牙将传感器直接连接到电脑或Chromebook上®连接为最好的结果。此外,当LabQuest通过连接到计算机或Chromebook时,该传感器完全支持与LabQuest 2或LabQuest 3一起使用无线数据共享.
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要直接使用蓝牙适配器当与一些老的LabQuest 2模型.
Chromebook
软件 | |
---|---|
接口 | 图形分析应用Chrome 版本5.4 |
不需要接口 | 全力支持 |
LabQuest 3 | 全力支持1 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持12 |
兼容性的笔记
- 通过USB或无线蓝牙将传感器直接连接到电脑或Chromebook上®连接为最好的结果。此外,当LabQuest通过连接到计算机或Chromebook时,该传感器完全支持与LabQuest 2或LabQuest 3一起使用无线数据共享.
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要直接使用蓝牙适配器当与一些老的LabQuest 2模型.
iOS
安卓
软件 | ||
---|---|---|
接口 | 图形分析应用程序的Android 版本5.4 |
图形分析GW for Android 版本3.2 |
不需要接口 | 全力支持 | 不兼容的 |
LabQuest 3 | 全力支持12 | 全力支持1 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持123. | 全力支持13. |
兼容性的笔记
- iOS和Android™设备只能通过LabQuest 2或LabQuest 3连接无线数据共享.
- 通过无线蓝牙将此传感器直接连接到支持的移动设备®连接为最好的结果。
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要直接使用蓝牙适配器当与一些老的LabQuest 2模型.
Python
软件 | |
---|---|
接口 | Python |
不需要接口 | 全力支持 |
Javascript
软件 | |
---|---|
接口 | Javascript |
不需要接口 | 全力支持1 |
兼容性的笔记
- 无线蓝牙®连接可以通过Go Direct传感器在任何运行支持WebBluetooth的浏览器的平台上进行。然而,只有少数操作系统进行了测试,测试也受到了限制。
虚拟仪器
软件 | |
---|---|
接口 | 倪虚拟仪器 |
开始
有关特定平台的连接信息,请参阅以下链接:
蓝牙连接 |
USB连接 |
|
注意:该传感器不能与原始的LabQuest一起工作。它适用于LabQuest 2或LabQuest 3。 |
充电传感器
连接包括Micro USB电缆到直接光电门然后用任何USB设备连接两个小时。
你也可以充到8个直接光电门使用我们的Go直接充电站,单独出售(订单代码:GDX-CRG)。各有一个LED直接光电门显示充电状态。
充电 | 传感器充电时,电池图标旁边的LED指示灯为橙色。 |
完全充电 | 当传感器充满电时,电池图标旁边的LED指示灯为绿色。 |
驱动传感器
打开传感器 | 按一次电源按钮。开机时,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁红色。 |
让传感器进入睡眠模式 | 长按电源键3秒以上进入睡眠模式。睡觉时LED指示灯是关闭的。 |
连接传感器
有关最新连接信息,请参阅以下链接:
通过蓝牙无线技术连接
准备好连接 | 当传感器处于清醒状态并准备连接到软件时,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁红色。 |
连接 | 当传感器通过蓝牙连接到软件时,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁绿色。 |
通过USB接口连接
连接和充电 | 电池图标旁边的LED指示灯为纯橙色,当传感器通过USB连接到软件并充电时,蓝牙指示灯旁边的LED指示灯不亮。 |
连接,完全充电 | 电池图标旁边的LED指示灯为绿色,当传感器通过USB连接到软件并充满电时,蓝牙图标旁边的LED指示灯不亮。 |
通过USB充电, 通过蓝牙连接 |
当传感器通过蓝牙连接到软件并充电时,电池图标旁边的LED指示灯为纯橙色,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁为绿色。 |
识别传感器
使用识别功能,使所连接的传感器上蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁。在图形分析中,Identify是从传感器信息中访问的。在LabQuest App中,通过点击传感器仪表访问Identify,然后点击Go Direct。
使用该产品
- 电源按钮
- 充电LED指示器
- 蓝牙LED指示器
- 激光门LED指示灯
- 激光门光电二极管
- 门1 LED指示灯
- 传感器ID号
- 门2 LED指示灯
- 门1光电二极管
- 门2光电二极管
- 酒吧带指南
- 菊花链附件港口
- 微型usb端口
- 门2红外发射二极管
- 门1红外发射极二极管
- 线安装螺母
- 电池门
- 滑轮支架附着点
- 超滑轮连接点
传感器通道
按照本用户手册入门部分中的步骤连接传感器。直接光电门具有多个传感器通道,为测量物体的运动提供各种数据选项。传感器通道包括
- 物体的速度
- 物体加速(多标志)
- 门1 -门状态
- 门2 -门状态
- 激光门-门的状态
- 远程门-物体速度
- 远程门-物体加速
- 门1/远程门-定时
- 激光门/远程门-定时
基于对象的传感器通道
基于对象的传感器通道是Go Direct Photogate所独有的。这些传感器通道利用双栅设计来测量速度和加速度。基于对象的通道测量不依赖于对象的几何形状或通过门的运动方向。
物体的速度
该通道是Go Direct Photogate的默认传感器通道。该通道报告一个物体通过Go Direct Photogate臂的速度。这类似于在脉冲定时模式下使用一对传统的光门。
通过计算两个内部门连续阻塞的时间间隔来计算速度。这个时间间隔称为脉冲时间。内部栅极之间的距离(2.0 cm)与脉冲时间的比值被报告为物体速度的大小。首先堵住1号门,然后堵住2号门的物体将报告正速度。如果一个物体先堵住2号门,然后又堵住1号门,那么它的速度将为负。速度测量可以以m/s(默认)、cm/s或ft/s为单位显示。
Object Velocity的默认数据收集模式是基于时间的。在收集数据时,记录速度及其相关的时间值。报告的时间值称为速度中间时间,是由用于脉冲时间计算的时间的平均值确定的。你可以在同一个数据集中进行多个速度测量;然而,为了收集所需的数据,可能需要调整实验持续时间。
带有多个旗帜的物体,如尖桩栅栏,在物体通过大门时将报告每个旗帜的速度测量结果。没有必要让一个旗帜完全通过两个大门之前,后续的旗帜进入大门,如发生在使用游标车Picket围栏。当报告多标记对象的速度时,使用两个内部门对应的阻塞事件。
对于具有多个标志的对象,可以使用多个速度测量值的平均值来表示对象的平均速度。通过速度的最佳拟合线的斜率vs。时间数据可以用来计算物体通过栅极时的平均加速度。
物体加速(多标志)
该传感器通道报告具有两个或两个以上标志的物体的加速度,这些标志在通过门时打破了内部光门光束。这类似于在gate - pulse - timing模式下使用一对传统的光门。
加速度是使用速度和速度中期值计算的每个标志,描述在物体速度部分。连续标志速度测量的差值与相关速度中间值的差值之比报告为物体的加速度。加速度值可以以m/s为单位显示2(默认),cm / s2或英尺/秒2.
对象加速的默认数据收集模式是基于时间的。在收集数据时,记录加速度及其相关的时间值。报告的时间值称为加速度中间时间,是由用于计算加速度值的速度中间时间值的平均值确定的。你可以在同一个数据集中进行多个加速度测量;然而,为了收集所需的数据,可能需要调整实验持续时间。
有两个以上标志的物体,如尖桩栅栏,当物体通过大门时,将报告每一对连续标志的加速度测量结果。没有必要让一个旗帜完全通过两个大门之前,后续的旗帜进入大门,如发生在使用游标车Picket围栏。当计算多标记物体的加速度时,使用两个内部门对应的连续标志速度测量。
对于具有两个以上标志的对象,可以使用多次加速度测量的平均值来表示对象的平均加速度。
使用基于对象的传感器通道的技巧
- 为了确保你得到准确的速度和加速度测量,你的物体应该从摄影门臂的外面开始,并完全通过门,而不是在通过门的一半扭转运动方向。如果不遵循这一点,报告的数据可能不能准确地反映物体的运动。
- 我们不建议将这些传感器通道与滑轮、车轮或条形胶带一起使用,因为这些物体不能完全在闸门外启动。
- 只有当第二个门在第一个门被阻塞的一秒内被阻塞时,速度测量才会显示出来。
- 加速度测量需要一个物体有两个或两个以上的“旗子”在通过光门时打破内部光门光束。
- 只有当每个旗子的第二个门在第一个门的一秒内被阻塞,以及当第二个旗子在第一个旗子解除其第二个门的阻塞一秒内阻塞其第一个门时,加速度才会显示出来。
- 基于对象的传感器通道的传感器仪表将在对象通过Go Direct Photogate时更新;然而,除非您积极地收集数据,否则测量结果不会存储在软件中。
- 基于对象的传感器通道默认的数据采集方式为Time-based。当使用光门计时模式时,这些传感器通道没有记录值。
Gate-State传感器通道
门态传感器通道报告的数据与传统的摄影门报告的数据相同。您可以使用这些传感器通道以及基于对象的传感器数据收集来探索和验证速度和加速度计算。该门态通道可与Photogate时序模式一起使用,用于其他数据收集选项,包括复制传统的Photogate数据收集实验。如果您想要求学生使用photogate数据进行手工计算,通道也可以在基于时间的模式中单独使用。
门1 -门状态
该传感器通道报告门1的门状态和相关时间的变化。
门2 -门状态
该传感器通道报告门2的门状态和相关时间的变化。
激光门-门的状态
该传感器通道报告激光门的门状态变化和相关时间。选择这个通道激活直接照相门上的激光门。该通道不能与其他传感器通道一起使用,除了激光门/远程门-定时。
要使用激光门,一个可见光笔激光(不包括在内)必须指向激光门光电二极管(位于图标)在Go Direct Photogate上。当激光未对准或门被阻塞时,激光门LED指示灯将显示纯蓝色。当选择激光门传感器通道、激光器对准、门未阻塞时,激光门LED指示灯灭。
注意:它可能更容易调整激光,首先为所需的路径,然后放置门,使其与激光束对齐(激光门LED指示灯关闭)。
使用门状态传感器通道的提示
- 当门状态通道是唯一选择的通道时,默认的数据收集模式设置为Photogate Timing。
- 阻塞事件的门状态值报告为1。
- 用于解除阻塞事件的门状态值报告为0。
- 使用门状态传感器通道进行实验,包括线性或角运动计时(位置、速度和加速度测量)、摆计时和物体计时(门之间的时间)。
- 与阻塞事件相关的时间用于物体速度和物体加速度通道的脉冲时间计算。
- 射弹发射器的光门计时选项不能与直接光门一起使用,因为传感器通道没有配置与射弹发射器相同。
- 当使用游标超滑轮附件(不包括)时,您必须使用门2 -门状态传感器通道,因为滑轮不阻塞门1。
Remote-Gate传感器通道
当直接照相门连接到第二个直接照相门或飞行时间发射台时,使用远程门传感器通道。使用这些通道需要附件电缆,不包括在Go Direct Photogate。
当两个Go Direct photogate连接在一起时,你可以通过USB或蓝牙将其中一个photogate连接到你的设备上®无线连接。一旦连接了第一门,第二门就成为连接的照相门的“远程门”。使用连接的传感器的Remote-Gate传感器通道设置远程门或飞行时间垫。
远程门-物体速度
当两个直接照相门连接在一起时,该传感器通道报告远程门的物体速度值。有关报告数据的详细信息,请参阅Object Velocity。
远程门-物体加速
当两个直接照相门连接在一起时,该传感器通道报告远程门的对象加速值。有关报告数据的详细信息,请参阅对象加速(多个标志)。
门1/远程门-定时
该传感器通道报告连接门的1号门和菊花链远程门的1号门连续阻塞事件之间的时间或飞行垫的时间。这个脉冲时间不依赖于两个门被阻塞的顺序,而是在第二个门被阻塞的时候报告。
激光门/远程门-定时
该传感器通道报告连接门的激光门与菊花链远程门的1号门之间连续阻塞事件之间的时间或飞行垫的时间。这个脉冲时间不依赖于两个门被阻塞的顺序,而是在第二个门被阻塞的时候报告。
选择这个传感器通道激活直接光门上的激光门。该通道不能与其他传感器通道一起使用,除了激光门-门状态。有关设置激光门的说明,请参见激光门-门状态。
使用远程门传感器通道的提示
- Remote-Gate传感器通道默认的数据采集方式为Time-based。当使用光门计时模式时,这些传感器通道没有记录值。
- 具有多个标志的对象将报告多个计时值。多重计时测量的平均值可以用来表示物体通过两个门之间的平均时间。
- 你不能在菊花链的远程门上使用激光之门。要使用两个在激光门模式下的Go Direct photogate收集数据,请将两个传感器直接连接到设备上。
- 您无法从菊花链远程门获得门状态数据。要使用两个Gate-State模式的Go Direct photogate收集数据,请将两个传感器直接连接到设备上。
使用Go Direct Photogate的实验
直接光电门S可以用于书中的几个实验物理与游标,高等物理与游标力学,物理探索与项目“,.详细的实验见这些书。这里有一些简单的例子,你可以用照片门做的事情。
注意:附加设备不包括在直接光电门可能需要做这些实验。
- 实验:测量由于自由落体物体的重力加速度使用游标Picket Fence。
传感器通道:物体速度或物体加速度
模式:基于时间的 - 实验:确定水平发射的弹丸的发射速度。
传感器通道:物体的速度
模式:基于时间的 - 实验:使用Go Direct Photogate和time of flight Pad查找发射速度和飞行时间。
传感器通道:物体速度,门1/远程门定时
模式:基于时间的 - 实验:记录一个物体在两个Go Direct photogate之间经过的时间(不是菊花链)。
传感器通道:门1 -门状态,门2 -门状态,或激光门-门状态(在两个光门上)
模式:光门定时-门与门之间的时间或脉冲定时 - 实验:时间一个物体通过两个雏菊链直接照相门。
传感器通道:门1/远程门定时
模式:基于时间的 - 实验:求一个钟摆的周期。
传感器通道:门1 -门状态,门2 -门状态,或激光门-门状态
模式:照相门定时-钟摆定时 - 实验:在地板上使用激光门测量跳线者的“悬挂时间”,跳线者在地板上挡住了光束。(感兴趣的时间间隔是解除阻塞到阻塞的时间,将手工计算。)
传感器通道:激光门-门的状态
模式:基于时间的 - 实验:测量阿特伍德或改进阿特伍德机器的加速度使用超滑轮附件。
传感器通道:门2 -门状态
模式:摄影门定时-线性运动或运动定时 - 实验:使用直接光门和直接力和加速度传感器来研究脉冲和动量之间的关系。
传感器通道:物体的速度
模式:基于时间的 - 实验:探索碰撞过程中的动量守恒使用两个Go Direct photogate(不是雏菊链)。
传感器通道:物体速度(两个照相门)
模式:基于时间的 - 实验:探索碰撞过程中的动量守恒使用两个雏菊链直接照相门。
传感器通道:物体速度和远程门-物体速度
模式:基于时间的 - 实验:研究向心力和加速度之间的关系,使用向心力仪,直接光门,和直接力传感器。(在开始数据收集之前,质量必须旋转。)
传感器通道:门1 -门状态或门2 -门状态
模式:摄影门计时-角运动或运动计时 - 实验:用摄影栅条带测量压缩空气火箭的加速度。
传感器通道:门1 -门状态或门2 -门状态
模式:摄影门定时-线性运动或运动定时 - 实验:验证物体速度通道的计算。
传感器通道:物体速度,门1 -门状态,门2 -门状态
模式:基于时间的 - 实验:验证对象加速通道的计算。
传感器通道:物体加速度,物体速度,门1 -门状态,门2 -门状态
模式:基于时间的 - 实验:收集门状态数据,手工计算光门数据。
传感器通道:门1 -门状态,门2 -门状态和激光门-门状态通道
模式:基于时间的
越来越多的选择
下面是Go Direct Photogate的各种安装和使用选项。传感器不包括环架、直角夹、动态轨道、光门支架、滑轮、滑轮支架和条形胶带。
坐在照相门的扶手上
使用所包括的附件杆安装在环架上
使用照相门支架安装在动态轨道上
安装在带滑轮和附件杆的环架上
用滑轮和滑轮支架安装在动力轨道上的
使用光电门支架和滑轮安装在动态轨道上
与摄影栅条胶带一起使用
安装在原向心力仪上
规范
红外源 |
峰值在880纳米处 |
门的宽度 |
77.5毫米 |
门内部分离 |
20毫米 |
从内部门到照相门臂底部的距离 |
~ 10毫米 |
从内部门到照相门臂两侧的距离 |
~ 5毫米 |
门1、门2和激光门LED指示灯 |
前往畅通的大门 打开堵塞的门 |
电池 |
650毫安Li-Poly可充电 |
电池寿命(单次充满电) |
~10小时连续数据收集 |
电池寿命(长期) |
~300个完整的充电周期(根据使用情况数年) |
安全
激光安全注意事项:在使用激光门模式时,不要通过肉眼观察校准外部激光门。遵循激光制造商指示的所有安全注意事项。
维护与保养
电池信息
直接光电门包含一个小型锂离子电池。该系统的设计耗电量极低,对电池的要求也不高。虽然电池保修一年,但预期电池寿命应该是几年。可从Vernier购买更换电池(订单代码:GDX-BAT-650)。
保管和维护
来存储直接光电门长时间使用时,按住按键至少3秒,将设备置于睡眠模式。红色LED灯停止闪烁,表示本机处于休眠模式。几个月后,电池将放电,但不会损坏。在这样的储存之后,给设备充电至少两个小时,然后就可以使用了。
将电池暴露在超过35°C(95°F)的温度下会缩短电池的使用寿命。如果可能,请将设备保存在不受极端温度影响的地方。
水的阻力
直接光电门不耐水,不应浸在水中。
如果水进入设备,请立即关机(长按电源按钮3秒以上)。断开传感器和充电线,取出电池。在再次使用设备之前,先让设备完全干燥。不要试图使用外部热源干燥。
传感器的工作原理
该传感器的一只臂上有红外LED发射器,另一只臂上有光电二极管。当红外光束通过大门时,有一个物体挡住了它。与光电二极管状态变化相关的时间被用来计算物体的运动数据。
关于摄影门如何工作的详细讨论,参见《摄影门:仪器评估》,尤金·p·莫斯卡和约翰·p·厄特尔,点。期刊。57(9), 840-844(1989)。
故障排除
故障处理和常见问题请参见m.cqlameng.com/til/4197
维修信息
如果您已按照故障排除步骤操作,但您的直接光电门,请联系游标技术支持:support@vernier.com或致电888-837-6437。支持专家将与您合作,以确定是否需要将设备送去维修。届时,退货授权(RMA)号将被发出,并将告知如何退货进行修理。
配件/替换
保修
可以在Support选项卡上找到此产品的保修信息m.cqlameng.com/gdx-vpg/的支持
一般保修信息可以在m.cqlameng.com/warranty
处理
在处理此电子产品时,不要将其视为生活垃圾。它的处置取决于不同国家和地区的不同规定。这一项目应交给一个适用的回收点,以回收电气和电子设备。通过确保该产品的正确处理,您可以帮助防止对人类健康或环境可能产生的负面后果。回收材料将有助于保护自然资源。关于回收这种产品的更多详细信息,请联系当地的城市办公室或你的处理服务。
电池回收信息可在www.call2recycle.org
不要刺穿或使电池暴露在过热或火焰中。
这里显示的符号表明,该产品不能在标准废物容器中处理。
联络支持
填写我们的在线支持形式或致电免费电话1-888-837-6437.