Návod k obsluze PASCO senzorů řady PASPORT

Návod k obsluze – senzory řady PASPORTTM

©

Návod k obsluze PASCO senzorů řady PASPORT™

Více informací naleznete na adresách WWW.PASCO.COM a WWW.PASCO.CZ

Návod k obsluze - senzory

Návod k obsluze PASCO© senzorů řady PASPORT™ Obsah: Senzor:

PASCO označení:

USB LINK pH Senzor Senzor pohybu Senzor síly Senzor srdečního tepu Světelný senzor Senzor absolutního tlaku Senzor rozpuštěného kyslíku Senzor intenzity hluku Senzor na měření koncentrace CO2 Senzor EKG Senzor magnetického pole Barometr Senzor relativního tlaku Senzor měření el. napětí a proudu Senzor měření vodivosti Senzor rotace Kolorimetr Turbidimetr Teplota, tlak, rosný bod Senzor teploty Senzor plynného kyslíku Vizuální senzor zrychlení Senzor srdečního rytmu Senzor elektrického náboje Teplota, zvuk, světlo Senzor absolutního tlaku a teploty Senzor počasí 6 v 1

2

PS – 2100A PS - 2102 PS - 2103A PS – 2104 PS-2105 PS – 2106 PS – 2107 PS – 2108 PS - 2109 PS – 2110 PS – 2111 PS – 2112 PS – 2113A PS – 2114 PS – 2115 PS – 2116A PS – 2120 PS – 2121 PS – 2122 PS – 2124 PS – 2125 PS – 2126 PS – 2128 PS – 2129 PS – 2132 PS – 2140 PS – 2146 PS – 2154A

WWW.PASCO.COM, WWW.PASCO.CZ, [email protected]

Strana:

4 5 8 12 13 14 17 19 25 27 31 33 35 37 40 43 47 50 54 58 61 65 67 69 72 75 77 81


Digitální adapter General Science senzor Obecná chemie, senzor Senzor počasí s větroměrem GPS senzor Kvalita vody, kolorimetr

3

PS – 2159 PS – 2168 PS – 2170 PS – 2174 PS – 2175 PS – 2179


83 84 87 91 94 96


USB LINK PS–2100A Technické specifikace: LED – svítí: USB link je správně připojen, systém zařízení rozpoznal. LED – nesvítí: USB link je nesprávně připojen. Zapojte jej znovu do USB portu počítače. Orientace senzoru: Senzory zasouvejte s ohledem na drážku v USB linku. Připojení za provozu: USB link lze připojovat i odbírat během provozu počítače. Popis: PS-2100A USB Link je jednoduché komunikační rozhraní zajišťující komunikaci PASPORT senzorů s počítači vybavenými USB portem. Další potřebné vybavení:  Alespoň jeden USB port,  Datastudio SW,  Windows 98 a vyšší. Nastavení: 1. Nainstalujte Datastudio SW , 2. Zastrčte vybraný PASPORT senzor nebo jeho přípojný kabel do USB LINK, 3. Připojte USB LINK k USB portu počítače, 4. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky Datastudio SW.

4



pH Senzor PS-2102 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0-14 pH Přesnost: ±0.1 pH Rozlišení: 0,01 pH Maximální vzorkovací frekvence: 50 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 5 Hz UPOZORNĚNÍ: Nepoužívejte v chloristanových (perchlorátech), stříbřitých, sulfidních a hydrogenfluoridových roztocích o vyšší než jednomolární koncetraci či vyšší teplotě než 50°C. Použití: PS-2102 měří aktivitu vodíkových iontů v roztoku a převádí ji na hodnotu pH. Pokud jsou na baňce elektrody bublinky, jemně pH senzorem zachvějte v poloze vzhůru nohama. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.6.1 či vyšší), destilovaná voda a nádoba na propláchnutí senzoru. Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

5



Aktivity se senzorem:

Ukázka měření s pH senzorem v prostředí EZscreen. 1. Obstarejte několik vzorků tekutin pro měření jejich pH (ovocný džus, ocet, mléko, vzorky vody, limonády, kávy atd.). 2. Umístěte pH sondu do tekutiny a stiskněte START pro záznam hodnoty pH. 3. Stiskněte STOP. 4. Vyjměte sondu z roztoku a vypláchněte ji v destilované vodě. 5. Opakujte předchozí kroky pro každý roztok. Na základě naměřených dat kategorizujte každý ze zkoumaných roztoků jako kyselý, zásaditý či neutrální. Proces kalibrace pH senzoru PS-2102 (Více ke kalibraci naleznete v manuálu programu DataStudio.) Potřebné vybavení: 1. Dva standardní kalibrační roztoky o známé hodnotě pH, 2. DataStudio software nebo PASCO datalogger. Kalibrace v DataStudiu: Pokud na měření využíváte počítač a DataStudio, postupujte takto: 1. V okně PASPORT Setup stiskněte Calibrate. 2. Do textového pole Standard Value (Calibration Point 1) zadejte první známou pH hodnotu prvního standardního roztoku. 3. Vložte pH senzor do prvního roztoku. 4. Stiskněte Read From Sensor. 5. Opakujte předchozí kroky i pro druhou hodnotu pH (Calibration Point 2). 6. Stiskněte OK.

6



Kalibrace s Xplorerem: Pokud na měření využíváte samotného PASCO Dataloggeru, postupujte takto: 1. Zapněte Datalogger a připojte senzor. 2. Stiskněte Display, dokud se Vám nezobrazí kalibrační okno. 3. Stiskněte tlačítko Check. 4. Stiskněte tlačítko Tab – můžete měnit číslice. 5. Použitím + a – zvětšete či zmenšete hodnotu pH, až se dostanete na hodnotu standardu, podle kterého kalibrujete. 6. Umístěte pH senzor do prvního roztoku. 7. Stiskněte tlačítko Check. Opakujte předchozí kroky i pro druhou hodnotu pH. Uložení elektrody: Elektrodu vždy po pokusu opláchněte destilovanou vodou a uložte do nádobky, která je součástí sady. Roztok v nádobce je tvořen stejným dílem 4 M chloridu draselného (HCl) a pufru pH 4 a několika kapek puferové ochranné, impregnační látky. V tomto roztoku můžete sondu uchovávat libovolně dlouho, pro dlouhodobé uskladnění však PASCO doporučuje suché uskladnění. Po suchém uskladnění elektrody je třeba elektrodu oživit následujícím způsobem: 1. Očistěte elektrodu - pokud je elektroda kontaminována proteiny, namočte ji do roztoku 1% pepsinu v 0,1 molární HCl, pokud je elektroda znečištěna anarganicky, propláchněte ji 0,1 M EDTA (ethylene dinitric tetra-acidic acid EDTA - kyselina ethylendiamintetraoctová), 2. Na 15 minut ji ponořte do 0,1 M HCl, 3. Na 30 minut ji ponořte do buferu pH 7 (destilovaná voda).

7


Návod k obsluze - senzory PASPORT konektor

Senzor pohybu PS-2103A Technické specifikace:

LED indikátor Přepínač rozsahu

Rotační hlava

Minimální detekovatelná vzdálenost: 15 cm Maximální detekovatelná vzdálenost: 8 m Otáčení hlavy snímače: 360° Nastavení rozsahu: krátká vzdálenost (symbol vozíček): pro měření do 2m, dlouhá vzdálenost (symbol človíček): pro měření do 8m Možnosti montáže: Na tyčce o průměru do 12,7 mm, přímo na PASCO Svorky pro upevnění na pojezdové lišty, položení na podložku. pojezd

Jak rychle začít

Otvor pro uchycení na tyčku

Ultrazvukový snímač

1. Připojte Senzor pohybu k Vašemu PASPORT rozhraní 2. Pokud používáte pro měření PC, připojte k němu PASPORT rozhraní a spusťte DataStudio. 3. Umístěte objekt do vzdálenosti alespoň 15cm od senzoru. 4. Stiskem tlačítka START zahájíte záznam dat. 5. Pohybujte s objektem směrem od senzoru a zpět. Představení: Senzor pohybu PS-2103A je určen pro měření vzdálenosti, rychlosti a zrychlení. Senzor vysílá série ultrazvukových impulzů a detekuje jejich odraz čelní strany. Pomocí měření času mezi vysláním impulzu a přijmutím odrazu je určena vzdálenost, rychlost i zrychlení objektu. Tento návod Vás seznámí s nastavením snímače a SW, záznamem dat, změnou vzorkovací frekvence, kalibrací senzoru, připevněním senzoru, řešením častých problémů. Poznámka: Způsob práce s DataStudio SW a Xplorer GLX je v tomto manuále pouze naznačen. Přesný popis naleznete v on-line nápovědě nebo v příručce k rozhraní Xplorer GLX. Nastavení, připojení k PASPORT rozhraní: 1. Připojte Senzor pohybu k libovolnému portu Vašeho PASPORT interface. 2. Pokud používáte pro měření počítač, připojte k němu PASPORT rozhraní a spusťte DataStudio. DataStudio nebo Xplorer GLX se automaticky nastaví a zobrazí graf, do kterého zobrazí měřená data. Nasměrování senzoru na objekt: 1. Nastavte rozsah pro měření malých ( )nebo velkých ( ) vzdáleností. (Pro měření vzdálenosti vozíku zvolte . Pro měření vzdálenosti většiny ostatních objektů zvolte .)

8



2. Umístěte Senzor pohybu tak, aby čidlo směřovalo k objektu. Objekt musí být min. 15cm od čidla. Pokud se bude objekt pohybovat, mělo by se tak dít v ose čidla. Nakloňte čidlo mírně nahoru, zabráníte tím odrazu od podložky.

15cm „mrtvá zóna“

3. Odstraňte z místa měření ostatní předměty, které by jej mohly znehodnotit, a to jak ty, které jsou přímo v ose měření, tak okolní objekty. Záznam dat v DataStudiu: 1. Stiskněte tlačítko START. Senzor začne „cvakat“. Pokud je objekt v dosahu, rozsvítí se společně s každým cvaknutím LED kontrolka. DataStudio zaznamenává a zobrazuje hodnoty. 2. Stisk tlačítka STOP měření zastaví. 3. Stisk tlačítka START spustí měření nové. Xplorer GLX (Nepřipojený k PC): 1. Stiskněte Senzor začne „cvakat“. Pokud je objekt v dosahu, rozsvítí se společně s každým cvaknutím LED kontrolka. Xplorer GLX zaznamenává a zobrazuje hodnoty. 2. Stisk tlačítka měření zastaví. 3. Opětovný stisk tlačítka spustí měření nové. Nastavení senzoru Zobrazení rychlosti a zrychlení: Standardně se zobrazuje měřená vzdálenost. Měření rychlosti a zrychlení je možné povolit.  V DataStudio SW stiskněte tlačítko SETUP, čímž otevřete “Experiment Setup Window“. Zaškrtněte volby rychlost a zrychlení.  Pokud používáte Xplorer GLX, postačí, když kdekoliv stisknete dvakrát po sobě . Otevřete tím nabídku „data source“. Vyberte „MORE“ a dále „VELOCITY“ a „ACCELERATION“. Změna vzorkovací frekvence:  V DataStudio SW stiskněte tlačítko SETUP, čímž otevřete “Experiment Setup Window“. Stisknutím šipky nahoru nebo dolů vedle nápisu SAMPLE RATE frekvenci změníte.  Na Xplorer GLX stiskněte + . Otevřete obrazovku SENSORS. Zvýrazněte volbu SAMPLE RATE a pomocí tlačítek a frekvenci změňte. Běžná vzorkovací frekvence je mezi 1 a 50Hz. Při standardně nastavené frekvenci 10Hz, měří senzor vzdálenost až do 8m. Maximální měřitelná vzdálenost pak klesá s rostoucí snímací

9



frekvencí. Při velmi vysoké vzorkovací frekvenci (50-250Hz) je maximální vzdálenost menší než 2m. Kalibrace senzoru: Poznámka: Provádění kalibrace není obvykle potřebné. Následující kroky vyžadují spuštěné DataStudio. 1. 2. 3. 4. 5.

V okně „Experiment Setup“, stiskněte záložku „Motion Sensor“. Umístěte objekt před snímač do známé vzdálenosti (běžně asi 1m) Vzdálenost měřte přesně od snímače k nejbližšímu bodu objektu Tuto vzdálenost (v metrech) napište do políčka „STANDARD DISTANCE“. Dále stiskněte tlačítko „Set Sensor Distance = Standard Distance“.

DataStudio upraví konstantu rychlosti zvuku používanou k měření vzdálenosti. Připevnění senzoru: Senzor můžete připevnit na svislou (a) nebo vodorovnou tyčku (b). Vestavěné klipy slouží k připojení na pojezdovou lištu (c). Díra se závitem na spodní straně (d) je určena k připojení dalšího příslušenství, jako magnetického úchytu PS-2546 (e), montáže na vozík ME-6743 (f) a ostatních doplňků, jako stativová trojnožka apod. Jako ochranu senzoru před poškozením můžete využít doplněk SE-7256 (g) nebo držák ME-9806 doplněný o gumový pásek (h). Pokud je senzor umístěn dostatečně blízko k ochrannému členu, není měření nijak ovlivněno.

10



Rady a doporučení: Pokud nejsou výsledky měření uspokojující, zkuste následující postup:  Ujistěte se, že objekt není blíže než 15cm.  Přepněte rozsah na druhé nastavení.  Natočte senzor (objekt) lehce vlevo, vpravo, nahoru nebo dolů. Někdy poskytuje měření lepší výsledky, pokud je snímač zaměřen lehce stranou nebo nad cíl. Vyřadí se tak některé rušivé objekty.  Vylepšete cíl přidáním rozměrnější a tvrdší plochy, která bude lépe odrážet ultrazvukové vlny.  Odstraňte objekty z okolí měřícího prostoru.  Snižte nebo zvyšte vzorkovací frekvenci.

11



Senzor síly PS-2104 Technické specifikace: Rozsah senzoru: ± 50N Přesnost: 1% Rozlišení: 0,03N Max. vzorkovací frekvence: 1000 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Tlačítko „ZERO“: TARA – určuje nulovou pozici. Provádějte nulování před každým pokusem.

Siloměr – jak rychle začít: PS-2104 měří sílu v newtonech. Tah i tlak, možnost „nulování“. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší). Háček či gumový nárazník (součástí balení senzoru). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Aktivity se siloměrem:  Měření síly a hmotnosti, vzájemná silová působení těles.

12



Senzor srdečního tepu PS-2105 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 20-200 tepů za minutu Přesnost: 1 tep za minutu Rozlišení: ± 1 tep Max. vzorkovací frekvence: 100 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 50 Hz Upozornění: Před měřením si připevněte kolíček na měřicí místo, pokud je naměřená závislost špatně rozpoznatelná, změňte umístění. Během měření zůstaňte v klidu.

Senzor tepu – jak rychle začít: PS-2105 měří srdeční rytmus pomocí sledování změny transmitance infračerveného světla procházejícího skrze krevní cévky. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen… Aktivity: Sledujte rozdíl mezi tepem v klidu a po cvičení. Kolíček upevněte na ušní lalůček nebo na kůži mezi palcem a ukazováčkem. Použijte nástroje Smart Tool na přesné určení doby mezi tepy.

13



Světelný senzor PS–2106 Technické specifikace: Rozsah senzoru: režim „svíčka“: 0 - 26 lux, režim „žárovka“: 0 – 260 lux, režim „slunce“: 0 – 260 000 lux Přesnost: ± 1 db maximální hodnoty zvoleného rozsahu Rozlišení: 0,01 % Max. vzorkovací frekvence: 1000 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 2 Hz Operační rozsah: 0 – 40 °C Světelný senzor – jak začít měřit: Světelný senzor PS-2106 měří intenzitu světla v jednotkách lux. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

14



Zobrazení naměřených dat v prostředí EZscreen. Měření: Volba rozsahu: Senzor stále monitoruje intenzitu okolního světla (i když měření neběží). Nejvhodnější rozsah je na senzoru označen svítící LED diodou. Stiskem tlačítka volbu rozsahu potvrdíte. Typ na úlohu v DataStudiu: Potřebné vybavení: Světelný senzor (PS-2106), PASPORT interface, DataStudio či EZscreen software, světelný zdroj (např. kapesní svítilna). 1. Po připojení senzoru, zvolte EZscreen či DataStudio z nabídky okna PASPORTAL. 2. Na stůl umístěte metr či měřicí pásmo. Na jeden jeho konec umístěte zdroj světla, do vzdálenosti cca 10 cm umístěte světelný senzor tak, aby jeho čidlo mířilo na světelný zdroj. 3. Posunujte čidlo po měřítku pásma (po 5 cm) a zaznamenávejte intenzitu v každém bodě. 4. Sledujte pokles světelné intenzity v závislosti na vzdálenosti světelného zdroje od světelné sondy. 5. Získanou závislou proložte aproximační křivkou. Další doporučené aktivity: • Fotosyntéza (biologie). • Měření poklesu intenzity světla v závislosti na vzdálenosti od jeho zdroje (fyzika).

15



Zobrazení závislosti relativní citlivosti senzoru na směru, odkud se světlo šíří.

Zobrazení závislosti citlivosti senzoru na vlnové délce detekovaného světla.

16



Senzor absolutního tlaku PS-2107 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0 – 700 kPa Přesnost: ± 1,75 kPa Rozlišení: ± 0,02 kPa Operační rozsah: 5 – 95% relativní vlhkosti (kondenzace vodních par uvnitř senzoru může způsobit jeho vážná poškození), 0 – 40 °C Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Barometr – jak rychle začít: PS – 2107 senzor absolutního tlaku měří tlak. Používané jednotky jsou: kilopascal (kPa), síla na čtverečný palec (psi - anglicky pound per square inch, 1 psi = 1 lbf/in² ≈ 6 894,757 Pa) a N/m2. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší). Injekční stříkačka či pístek, plastická hadička s rychloupínacím konektorem. Nastavení: 4. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 5. Připojte senzor do USB linku. 6. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Pokud jsou uloženy nějaké aktivity, zobrazí se jejich seznam zde.

17



Aktivita s tlakoměrem (EZscreen), Boylův zákon: 1. Spojte stříkačku s tlakoměrem za pomoci kousku (1 cm) plastové trubičky a konektoru. 2. Stiskněte Start. 3. Ve stříkačce nastavte objem 20 ml a nahrávejte data po dobu cca 10 sekund. 4. Zmenšujte objem ve stříkačce postupně na 18, 16, 14, 12 a 10 ml. U každé hodnoty objemu čekejte cca 10 sekund na ustálení tlaku ve stříkačce a jeho odečtení. 5. Stiskněte Stop. 6. Údaje z EZscreenu exportujte do DataStudia. 7. Na každém stupni na grafické závislosti zjistěte průměrnou hodnotu tlaku. Jaká je závislost tlaku vzduchu ve stříkačce na objemu, který vzduch zabírá?

Boylův zákon v prostředí EZscreen.

18



Senzor rozpuštěného kyslíku PS–2108 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0 mg/L to 20 mg/L Přesnost: ± 10 % zvoleného rozsahu Rozlišení: 0.01 mg/L Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 2 Hz Odezva: 98 % do 60 sekund Operační rozsah: 0 – 50 °C Teplotní kompenzace: 10 – 40 °C Katoda: Pt, Anoda: Ag/AgCI Senzor rozpuštěného kyslíku – jak rychle začít: POZOR! Před prvním měřením naplňte kryt elektrody elektrolytickým roztokem. Více na třetí stránce – změna elektrolytických roztoků. PS-2108 Dissolved Oxygen senzor měří množství rozpuštěného kyslíku ve vodě (mg/l nebo %) a v roztocích. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5.3 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

19



Aktivita – buněčné dýchání Potřebné vybavení: • Senzor (PS-2108) s elektrodou. • Teplotní senzor (PS-2125) nebo teploměr. • PASPORT interface (Xplorer (PS-2002), USB Link (PS-2100), atd.) • DataStudio software (CI-6870C). • 400 mL destilované nebo deionizované vody. • Cukr (sacharóza), 5 gramů. • 5 ml aktivní drožďové suspenze. • Držáčky dvou sond. • Laboratorní nádobky: 1l nádobu s víčkem, 400ml a 600ml ocejchované nádobky, zkumavka, skleněná míchací tyčinka. • Nádoba na opláchnutí senzorů. Měření: 1. Připojte Senzor rozpuštěného kyslíku do USB a spusťte DataStudio. 2. Litrovou nádobu naplňte 400ml destilované vody. 3. Víčkem ji těsně uzavřete a důkladně ji protřepejtepo dobu 10 sekund, aby se voda okysličila. 4. Okysličenou vodu vlijte do 600ml nádoby a rozpusťe v ní 5 g cukru. 5. Do roztoku vložte teplotní senzor. Roztok pomalu míchejte. 6. Stiskněte Start. Pokračujte v míchání. Po 30 sekundách přidejte do roztoku 5 ml aktivního droždí. Pokračujte v míchání. 7. Nahrávejte data, dokud se hodnota rozpuštěného kyslíku neustálí na jedné úrovni (cca 10minut). 8. Po uplynutí této doby stiskněte Stop. 9. Pokud vám to čas dovolí, opakujte pokus s různými počátečními teplotami destilované vody.

20



Měření se senzorem rozpuštěného kyslíku v prostředí DataStudio. Kalibrace senzoru: Potřebné vybavení (kalibrace v DataStudiu): 1 PASPORT senzor rozpuštěného kyslíku (PS-2108), 1 nádobka na uložení sondy, DataStudio software (version 1.5.3 či vyšší) nebo PASPORT Xplorer (PS-2000), deionizovaná voda. (Vhodné je také použít: Barometer (PS-2113) a teplotní senzor (PS2125) pro kalibraci s uvážením specifického barometrického tlaku a teploty.) Upozornění: Po zazátkování nechte senzor po dobu 2 minut v klidu, aby přešel do rovnováhy. Vyvážení sondy ve vzduchu o 100% vlhkosti: 1. Do čisté nádobky na uložení sondy vlijte 5 ml deionizované vody. 2. Uzavřete nádobku sondou tak, aby hladina vody byla cca 2 cm pod sondou. 3. Protřepejte intenzivně vodu v nádobce (po dobu alespoň 10 sekund), sklepejte kapičky, které na senzoru ulpěly. Voda je nasycena. Kalibrace procentuální (%) saturace (nasycení): 1. 2.

21

Vložte senzor do nasycené vody. (Viz výše.) V DataStudiu Stiskněte Setup.



3. 4. 5.

V okně Setup zvolte procentuální saturaci. Stiskněte Calibrate. Přednastavená hodnota saturace je 100%. Až aktuální hodnota bude dosažena, stiskněte Set a OK.

Potřebné vybavení (kalibrace s Xplorerem): PS-2108 senzor, PASPORT Xplorer. Postup: Kalibrace procentuální (%) saturace (nasycení): 1. Zapněte Xplorer. 2. Připojte senzor do Xploreru. 3. Stiskněte Display v nabídce „Calibrate“. 4. Stiskněte Plus (+) a vyberte % jako měřící jednotku. 5. Vložte senzor do 100% saturované vody. 6. Sledujte display Xploreru. Až se hodnota nastaví stiskněte Check 7. Znovu rychle zmáčkněte totéž tlačítko pro uložení nové kalibrace. 8. Pro opuštění kalibračního režimu stiskněte Display.

.

Jednobodová kalibrace (mg/l rozpuštěného O2) (pomocí Xploreru): 1. Získejte hodnoty pro aktuální atmosférický tlak a teplotu v místě experimentu (můžete využít informace ze senzoru PS-2113A nebo informace z místní hvězdárny). 2. Pomocí tabulky v příloze originálního návodu k O2 senzoru nalezněte koncentraci rozpuštěného kyslíku (mg/l) ve vodě při aktuální hodnotě tlaku a teploty. 3. Např. při teplotě 25°C a tlaku 101,325 kPa je množství rozpuštěného kyslíku ve vodě při 100% nasycení 8,2 mg/l. 4. Xplorer GLX máte propojený s O2 senzorem a O2 sondou. Zapněte Xplorer (Power button vpravo dole). Sonda O2 je ponořena (kovový proužek teplotní kompenzace je pod hladinou) do vzorku vody za dané teploty a tlaku. Teplotu vzorku vody můžete ověřit připojením teplotní sondy a jejím okamžitým změřením. 5. Na základní obrazovce zmáčkněte F4 (Sensors). Znovu zmáčkněte F4 (Sensors) a pomocí šipek a tlačítka vyberte možnost kalibrace (Calibrate.). 6. Zde musí být předvolba Dissolved Oxygen (mg/l). Pomocí šipky najděte řádek Pt2 (mg/l) a zmáčkněte tlačítko . Napište sem aktuální hodnotu rozpuštěného kyslíku podle tabulky vzhledem k teplotě a tlaku prostředí. 7. Pomocí šipky přejděte o řádek níže a zmáčkněte tlačítko . Zmáčkněte F4 (Read pt2). Zmáčkněte F1 (OK). Pomocí tlačítka Home screen se vraťte na základní obrazovku. Kalibrace je provedena. Při správné hodnoty měření, dodržujte následující pokyny: • Náplň vždy před kalibrací a před prvním měřením vyměňte. • Pro dosažení lepších výsledků míchejte roztok během měření. Molekuly kyslíku pak sonda zaznamená dříve, než vytěkají zpět do vzduchu.

22



• Vyvarujte se umístění do žíravého prostředí. • Dávejte pozor na dotyk sondy se dnem či stěnami nádoby. Membrána sondy je křehká a může se poškodit. • Nedoporučujeme měřit v prostředí s rychle se měnící teplotou. Rychle se měnící a velké změny teploty mohou vést k nepřesnostem v měření. • Neměřte ve vysoce slaném prostředí (jako je např. mořská voda). Faktory ovlivňující senzor: Mezi faktory, které ovlivňují naměřené hodnoty, patří atmosférický tlak a teplota, nadmořská výška či slanost vzorku. Pokud chcete měřit množství rozpuštěného kyslíku v jednotkách mg/l, kalibrujte senzor také v těchto jednotkách. Tato kalibrace vyžaduje nastavení právě výše uvedených veličin. (Měření saturace v procentuálním zobrazení je však vhodné použít pro komparativní experimenty, kdy sledujeme relativní změny koncentrace rozpuštěného kyslíku.) Údržba senzoru: Výměna elektrolytického roztoku Pravidelně měňte elektrolyt a čistěte stříbrnou elektrodu sondy. Postup výměny elektrolytu a čištění sondy: 1. Rozšroubujte sondu a sundejte kryt catridge. (Pozn. sondu uchopte nad nerezovým kroužkem. 2. Opláchněte a osušte kryt catridge. 3. Opláchněte elektrodu v deionizované vodě. Zkontrolujte stříbrnou část elektrody: pokud se vám zdá být matná či zakalená, otřete ji papírovým ubrouskem. Dejte pozor, abyste nestírali skleněnou část elektrody. 4. Naplňte stříkačku 10 ml roztoku, který je poskytován se senzorem. Nenamíchejte bubliny. 5. Vložte stříkačku do cartridge tak, abyste byli co nejblíže membrány, ale abyste se jí nedotýkali. Pomalu naplňte cartridge tak, aby hladina roztoku dosáhla cca 5mm od okraje krytu. 6. Protřeste cartridge po jejím naplnění tak, abyste uvolnili všechny bubliny. 7. Vyměňte cartridge, osušte ji papírovým ubrouskem. Nedotýkejte se membrány. Výměna membrány Pokud je membrána poškozena, vyměňte ji následujícím způsobem: 1. 2.

23

Opakujte kroky 1 – 3 z pokynů pro výměnu elektrolytu. Vymáčkněte membránu z usazení.



3. 4. 5.

Prohlédněte těsnící kroužek a vyměňte jej v případě poškození. Vtlačte vyměněnou membránu až na konec nábojnice s těsnícím kroužkem. Opakujte kroky 4 – 7 z pokynů pro výměnu elektrolytu.

Výměna těsnícího kroužku Těsnící kroužek zřídka vyžaduje výměnu. Pokud je však poškozen nebo prosakuje, postupujte následovně: Po vyjmutí náboje membrány vyjměte za pomoci dvou pinzet těsnící kroužek a nahraďte jej novým. Zařízení sestavte dle pokynů 4 – 7 z pokynů pro výměnu elektrolytu. Skladování Krátkodobé uložení: Uchovávejte sondu v nádobce s 10 ml deionizované vody. Krátkodobé suché uložení: 1. Vypláchněte krytku sondy a jemným vyklepáním či protřepáním ji osušte. 2. Vyprázdněte a v případě nutnosti vypláchněte skladovací nádobku elektrody. 3. Očištěnou a osušenou sondu vložte do čisté a suché skladovací nádobky. 4. Uzavřete sondu s nádobkou do úložné přepravky či tašky. (Uložení sondy v suché skladovací nádobce chrání blánu před poškozením.) Dlouhodobé uskladnění: 1. Vyprázdněte náboj sondy a očistěte elektrodu (postupujte dle návodu na výměnu elektrolytu, s výjimkou jeho opětovného naplnění. 2. 3.

Vyčistěte případné oxidace na elektrodě a vyměňte suchou catridge. Vložte sondu do prázdné skladovací nádobky.

Problémy: Pokud sonda neměří správně, odstraňte závadu 1. výměnou roztoku elektrolytu, 2. výměnou membrány, 3. výměnou těsnícího kroužku. Pokud sonda stále neměří tak, jak by měla, obraťte se na PASCO technickou podporu: [email protected].

24



Senzor intenzity hluku PS–2109 Technické specifikace: Hladina hluku: Rozsah senzoru (dBA/dBC): hlas 30-70 dBA/dBC, trubka 50-90 dBA/dBC, letadlo 70-110 dBA/dBC Přesnost: ±2 dB při 94 dBA (při 1000 Hz) Rozlišení: 0,1 dB Opakovatelnost: 0,1 dB Intenzita hluku: Rozsah senzoru (µW/m2):

hlas 0,001 – 10 µW/m2,

trubka 0,1 – 1000 µW/m2,

letadlo 10 – 100000 µW/m2. Při zapojení senzoru se automaticky zvolí střední rozsah. Měření hluku - jak rychle začít: PS-2109 měří hladinu hluku v poměrných stupnicích dBA a dBC. Zobrazuje ji také v jednotkách intenzity µW/m2. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software verze 1.7 či vyšší. Nastavení:

1. 2.

25

Připojte USB LINK k USB portu počítače. Připojte senzor do USB linku.



3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio. Škály a měřítka měření hluku: dBC hladina hluku – celková, nefiltrovaná intenzita hluku v decibelové stupnici. dBA hladina hluku – v této decibelové stupnici jsou odfiltrovány některé frekvenční složky tak, aby byl výsledný hluk co nejvíce přizpůsoben lidskému uchu. Jednotek dBA se užívá např. při stanovení škodlivé intenzity hluku na pracovišti. Náměty na experimenty: Zapojte senzor a umístěte jej do vzdálenosti 0,2 m od reproduktoru, z kterého se line monotónní zvuk (vygenerujte jej např. pomocí integrovaného generátoru z Xploreru – 440 Hz). Změřte několik různých hladin hlasitosti tohoto tónu. V DataStudiu pak zobrazte závislost hladiny zvuku (na ose y) na intenzitě (osa x). Dokážete určit, jak je dBC definováno? Co znamená vzrůst o 20 dB? Běžné hodnoty hlučnosti: šelest listí: knihovna hovor hluk ve třídě metro rockový koncert

20 dB 40 dB 60 dB 80 dB 100 dB 120 dB

10-4 µW/m2 10-2 µW/m2 1 µW/m2 102 µW/m2 104 µW/m2 106 µW/m2

26



Senzor na měření koncentrace CO2 PS–2110 Technické specifikace: kalibrace

Rozsah senzoru: 0 - 300 000 ppm (1 ppm = tisícina promile) CO2 Přesnost: v rozsahu 0 – 10 000 ppm: 100 ppm nebo 10 % rozsahu, 10 000 – 50 000 ppm: 20 %, nad 50 000 ppm: přístroj sonda lze použít pouze ke sledování kvalitativních změn a trendů. Rozlišení: 1 ppm Operační rozsah: 5 – 95% relativní vlhkosti, 20 – 30 °C

uchycení

zátka

lahvička

CO2 – jak rychle začít: PS – 2110 CO2 senzor měří koncentraci oxidu uhličitého v jednotkách ppm v plynech a ve vzduchu. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7.2 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

27



CO2 – aktivita, buněčné dýchání hrášku: Vybavení: ¼ šálku hrachových semen, kus tmavé látky, PS-2110 CO2 senzor s láhví a zátkou, USB Link nebo Xplorer, DataStudio nebo EZscreen Software, PS-2125 teploměr (volitelný). Postup: 1. Spojte senzor kysličníku uhličitého k USB rozhraní (USB Link, Xplorer, atd.) 2. Dejte hrách do láhve dodané se senzorem. Vložte sondu se zátkou a senzorem do láhve. 3. Ve vašem softwaru nebo Xploreru, zvolte Start – začíná sběr dat. Data zaznamenávejte po dobu asi 10 minut; toto je základ odečtení hodnot před klíčením. 4. Odpojte USB spojení nebo Xplorer ze senzoru. 5. Navlhčete hrášky několika čajovými lžičkami vody. Umístěte tmavou látku přes láhev a dovolte hráškům v láhvi přes noc vyklíčit. 6. Po naklíčení, opětovně spojte senzor s USB rozhraním a klikněte na spouštěcí tlačítko. Sledujte hodnotu koncentrace CO2 po dobu asi 10 minut. (VAROVÁNÍ: Zamezte přístupu vlhkosti k sondě či senzoru!) 7. Srovnejte poměr koncentrace CO2 před a po klíčení. Vysvětlete naměřené výsledky. Co způsobilo změny v koncentraci? 8. (Volitelný): Opakujte krok 6 s láhví umístěnou ve vodních lázních různých teplot. (Pozn.: Jestliže máte PS - 2125 snímač teploty, sledujte CO2 a teplotu každých 5 minut po dobu 20 minut.)

Sběr vzorků při měření CO2: K měření využívejte dodávanou vzorkovací láhev. (Pozn. Nezkoušejte odstranit černou sondu – trubičku z konce senzoru. Sonda není odnímatelná!) Při sběru venkovního vzduchu z ovzduší držte otevřenou láhev svisle. Vyčkejte dostatečně dlouho, aby mohl venkovní vzduch láhev naplnit. Poté do hrdla vložte zátku se sondou. Před započetím měření se ujistěte, že zátka dobře těsní.

28



Při měření vzorků jiných plynů nasbírejte nejprve plyn do plastového sáčku nebo pytle. Sondu potom vložte do pytle a otvor kolem gumového víčka dobře utěsněte. Kalibrace senzoru: Pro většinu aktivit nebude zvláštních kalibrací zapotřebí, neboť přístroj je kalibrován již z výroby. V průběhu času se však může znovu nakalibrovat. Pro obnovení původního nastavení nastavte parametry typické pro čerstvý atmosférický vzduch, tj. pro koncentraci 400 – 450 ppm CO2. Využijte jednobodovou kalibrační metodu: 1. Jděte ven a naberte vzorek čerstvého vzduchu. 2. Vložte sondu se zátkou do vzorkovací lahve. Ujistěte se, že zátka těsní. 3. Napojte senzor na Xplorer či do USB rozhraní. 4. Spusťte odečítání hodnoty koncentrace a čekejte cca 90 sekund, než se hodnota stabilizuje. 5. Stiskněte tlačítko Calibrate na senzoru a držte jej po dobu 3 sekund. Rozsvítí se zelená kontrolka. 6. Čekejte přibližně minutu. Když se zelená kontrolka znovu rozsvítí, kalibrace je ukončena. 7. Pro ověření kalibrace zapněte měření. Hodnota by měla být ustálena na hladině 400 ppm (± 50 ppm). 8. Pokud hodnota, zjišťovaná senzorem osciluje, nebo pokud je příliš vysoká či nízká, kalibraci zopakujte. Při měření nechte vždy senzor přibližně 90 sekund ustálit. Upozornění: Senzor není přizpůsoben měření v kapalinách! Neumisťujte jej do nich, nechcete-li jej zničit. Pokud budete měřit v silně zaprášeném prostředí nebo na přímém slunečním svitu, nemusí naměřené hodnoty odpovídat realitě. Uchovávejte senzor v igelitovém uzavíratelném pouzdru, abyste zamezili přístupu prachu a nečistot. Upozornění: Pokud používáte CO2 senzor s Xplorerem, je životnost baterií v Xploreru omezena na cca 60 minut. V takovém případě nesnižujte vzorkovací frekvenci pod 1 vzorek / 30 sekund, aby Xplorer nepřecházel do „spícího“ režimu. Doporučené aktivity: • Rostlinné dýchání a Fotosyntéza • Buněčné dýchání

29



• Dýchání živočichů • Vyhodnocování čistoty ovzduší • Sublimace pevného CO2 • Poměr vzniku CO2 v chemických reakcích • Rozkládání organických materiálů v půdách • Měření koncentrace CO2 z různých zdrojů, (vydechnutý vzduch před a po cvičení, v emisích výfukových plynů automobilu, nebo v různé lokalitě města).

30



Senzor EKG PS–2111 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0 - 4,5 mV Rozlišení: : ± 4,5 µV Vzorkovací frekvence: 50 – 200 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 200 Hz EKG - jak rychle začít: PS-2111 měří elektrickou aktivitu srdce. Senzor je navržen pro studijní účely a neměl by být využíván pro medicínskou diagnózu. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software verze 1.7 či vyšší. Nastavení:

1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio.

31



(Popis: První vlna signálu, kterou můžeme na EKG záznamu vidět, je vlna P, která svědčí o depolarizaci předsíní, tedy o jejich počínající kontrakci. Samotnou repolarizaci předsíní na EKG nejsme schopni rozpoznat, neboť příslušný biosignál je zastíněn daleko vyšším signálem, pocházejícím od depolarizace komor; tento signál je charakterizován komplexem vln QRS. Krev v tomto stadiu prochází skrze aortu do těla. Následující vlna T svědčí o následné repolarizaci komor.)  POZOR: Dodržujte následující pravidla. EKG senzor je velice citlivý na elektrické pole! Neumísťujte elektrody, kabely či senzor do žádných kapalin či vody.  Nezapojujte jej na žádné elektrické zařízení. Během měření a připojení EKG elektrod na nějaké osobě, nepřibližujte do blízkosti vody či elektrických zdrojů ani USB link.  Vždy upevňujte nejprve černý (uzemňovací) konektor.  Nikdy nepokládejte senzor na žádné výkonové elektrické zařízení, na elektrické zásuvky.  Nepoužívejte senzor, pokud je některý z jeho kabelů poškozen.  Nezaměňujte pozici elektrod. Zapojení elektrod:

krokodýlek

pravá strana

levá strana

elektrodová náplast

   

Sundejte si všechny prstýnky, řetízky a jiné kovové předměty. Umyjte a osušte si obě předloktí a zápěstí na pravé ruce. Nalepte si do předloktí a na zápěstí elektrodové náplasti. Zapojte nejprve černou (zemnící) elektrodu na zápěstí pravé ruky. Poté zapojte zelenou elektrodu (negativní) do předloktí pravé – a červenou elektrodu (pozitivní) do předloktí levé ruky.  Po tomto zapojení by měla blikat červená LED dioda na senzoru (ve Vašem srdečním rytmu). Signalizuje tak, že senzor je připraven ke sběru dat.

32



Senzor magnetického pole PS–2112 Technické specifikace: Rozsah senzoru: ±1.000 gauss Přesnost: ±3 gauss při 25°C (po 4 min zahřátí) Rozlišení: 0,01 % plného rozsahu Operační rozsah: 0 – 40 °C, rozsah relativní vlhkosti: 5 - 95 % Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz UPOZORNĚNÍ: Nepoužívejte senzor mimo uvedené provozní parametry. Magnetické pole - jak rychle začít: PS-2112 měří intenzitu magnetického toku. Zobrazuje ji v jednotkách gauss nebo militesla. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software verze 1.5 či vyšší. Nastavení:

4. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 5. Připojte senzor do USB linku. 6. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio.

33



Magnetické pole v zobrazení EZscreen Náměty na experimenty: Za pomocí DataStudia můžete znázornit například magnetické siločáry tyčového magnetu nebo zjistit intenzitu magnetického pole cívky, kterou prochází elektrický proud.

34



Barometr PS–2113A Technické specifikace: Rozsah senzoru: 4,4 - 34 in Hg (palců rtuťového sloupce = 148,98 hPa – 1151,24 hPa) Přesnost: ±0,03 in Hg (± 101,6 Pa) Rozlišení: 0,001 in Hg (3,4 Pa) Operační rozsah: 5 – 95% relativní vlhkosti, 0 – 40 °C Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz Pozn. Tlakoměr je dodáván s plastovou trubičkou a konektory na její připojení. Konektor nasaďte na senzor a pootočením ve směru hodinových ručiček zajistěte. Barometr – jak rychle začít: PS – 2113A Barometr měří atmosférický tlak. Používané jednotky jsou: „inch of Mercury“ (palec rtuťového sloupce, 1 in Hg = 3386,389 Pa), hektopascal (hPa), kilopascal (kPa), a milibar (mBar). Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen… Barometr aktivita (DataStudio), transpirace rostlin (Tento pokus je detailně rozebrán ve sbírce Pasco úloh.) Vybavení: PS 2113A tlakoměr, PASPORT rozhraní, DataStudio software, počítač, rostlina, mísa vody, stojan se dvěma sponkami, ventilátor, vazelína. Postup: 1. Získejte zdravou rostlinnou sazenici a namočte ji do vody. Stonek seřízněte v úhlu cca 45°.

35



2. Spojte rostlinu a trubičku tlakoměru: Naplňte vodou trubičku, dodávanou se senzorem. Abyste zamezily vniku vzduchových bublin do trubičky, ponořte trubičku pod vodu do mísy. Pod vodou vsuňte stonek do trubičky a spoj přetřete vazelínou, aby dokonale těsnil. 3. Na druhém konci trubičky nechte asi 2 – 3 cm vzduchovou kapsu a připojte trubičku pomocí konektoru k tlakoměru. (POZOR! Zabraňte zničení senzoru, nenechte do něho vniknout vodu!) 4. Použijte stojánek a celou soustavu do něho upevněte. Senzor tlaku umístěte o cca 5 – 7 cm výše, než konec trubičky s rostlinou. 5. Stiskněte Start a nahrávejte data po dobu přibližně 400 sekund. 6. Opakujte krok 5, ale tentokrát nechejte rostlinu ovívat větrákem – simulujte vítr. 7. Srovnejte obě naměřené závislosti. Jak „vítr“ ovlivnil měření? držák PS - 2113 těsnění bublina

držák

Barometr aktivita (EZscreen): 1. Zaznamenávání barometrického tlaku ve třídě 2. Připojte barometr do PASPORT interfacu. 3. Když se objeví PASPORTAL okno, zvolte EZscreen. (Nebo DataStudio nebo otevřete uloženou workbook aktivitu – senzor PS – 2113A může pracovat také s aktivitami uloženými pro senzor PS – 2114 (senzor relativního tlaku). 4. Pro započetí sběru dat stiskněte Start. (Pozn. Senzor umožňuje zvolit vzorkovací frekvenci tak, aby bylo možné zaznamenávat vývoj atmosférického tlaku v průběhu celého dne.)

36



Senzor relativního tlaku PS-2114 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0 – 10 kPa Přesnost: ± 0,5 kPa Rozlišení: ± 0,001 kPa Jednotky: kPa, psi, atm, torr Operační rozsah: 5 – 95% relativní vlhkosti Rozsah teploty: 0 °C až +40 °C Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Relativní tlak – jak rychle začít měřit: Senzor PS-2114 dokáže měřit malé změny tlaku. Používané jednotky jsou: kilopascal (kPa), síla na čtverečný palec (psi - anglicky pound per square inch, 1 psi = 1 lbf/in² ≈ 6 894,757 Pa) a N/m2. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Aktivita s tlakoměrem: Závislost tlaku na teplotě uvnitř skleněné komory, střídavě vkládané do horké a studené lázně.

37



Zobrazení hodnot tlaku v programu DtaStudio Potřebné vybavení: senzor relativního tlaku (PS-2114), rychlé teplotní čidlo (PS-2135), hrneček horké vody, hrneček ledově studené vody, skleněnou nádobu – baňku s gumovým uzávěrem se dvěma dírami, voskový papír. 1. Připojte senzor tlaku a rychlé teplotní čidlo do PASPORT interface. 2. Uzavřete baňku gumovým víčkem (vytvoříte vzduchovou komoru). 3. Do jedné díry ve víčku umístěte teplotní čidlo. Utěsněte jej voskovým papírem. 4. Do druhé díry umístěte plastový ventilek. Spojte jej trubičkou s tlakovým senzorem (senzor měří tlak uvnitř baňky). 5. V DataStudiu spusťte načítání dat (START). 6. Vkládejte baňku střídavě do teplé a studené vody. Sledujte průběh závislosti. Dalšídoporučené úlohy:  EZscreen varianta pokusu: Rukama zahřívejte skleněnou baňku a sledujte, jako změnu tlaku to vyvolá.  DataStudio: Použijte senzor tlaku, aparaturu tepelného motoru (TD-8572 nebo TD8592) na studium Boylova zákona, Carnotova cyklu aj. Doporučujeme vybavit Vaši laboratoř ještě následujícím příslušenstvím, se kterým lze (ve spojení se senzorem relativního tlaku a teploty) realizovat další experimenty: Teplotní sondy: PS-2135 Fast Response Temperature Probe (3-pack), PS-2131 Skin/Surface Temperature Probe, PS-2153 Stainless Steel Temperature Probe. Tepelné motory:

38



TD-8572 Heat Engine/Gas Law apparatus, TD-8592 Small Piston Heat Engine. Ostatní zařízení: TD-8596 Ideal Gas Law Syringe, TD-8595 Absolute Zero Apparatus.

39



Senzor měření el. napětí / proudu PS–2115 Technické specifikace: Rozsah senzoru: Proud: 0.5 mA - ±1.0 A, Napětí: 0.005 V - ± 10V Přesnost: Proud: ±2 mA, Napětí: ± 20 mV Rozlišení: Proud: 0.5 mA, Napětí: 5 mV Max. vzorkovací frekvence: 1000 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Operační rozsah (max. vstup): Proud: 1.1 A, Napětí: 30 V Vstupní odpor: Měření proudu: < 1 Ω (typicky 0.8 Ω), Napětí: 1 MΩ Senzor elektrického napětí a proudu – jak rychle začít: Senzor PS-2115 elektrické napětí – elektrický proud měří napětí na součástkách elektrických obvodů a proudy, které obvody protékají. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.5 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Aktivita –měření napětí a proudu

40



Potřebné vybavení: Napětí/Proud senzor (PS-2115), PASPORT interface, DataStudio či EZscreen software, zdroj nízkého napětí (např. 1,5 V baterie) Měření: 1. Po připojení senzoru, zvolte EZscreen či DataStudio z nabídky okna PASPORTAL. 2. Připojte napěťové sondy na póly baterie. 3. Stiskněte Start pro započetí měření. 4. Stiskněte Stop na jeho ukončení.

Zobrazení měření napětí v prostředí EZscreen. Nastavení senzoru, připojení svorek Zapojení senzoru závisí na veličině, kterou chcete měřit! Pro měření napětí připojujte sondu jako Voltmetr – tj. paralelně k součástce, na které napětí měříte! Pro měření proudu připojujte senzor jako Ampérmetr – tj. do série se součástkou! Senzor je vybaven zvukovým alarmem, upozorňujícím na překročení měřícího rozsahu.

41



Pokud měřený proud dosáhne hodnoty 1.1 A, měření bude automaticky přerušeno, neboť se odpojí interní přístrojová pojistka. V takovém případě vypojte senzor z obvodu a nechte jej po několik sekund zotavit. Nezapomeňte upravit obvod tak, aby v něm proud poklesl do měřitelných mezí (do 1 A)! Společnost PASCO neručí za poškození způsobená měřením vyšších hodnot proudu a napětí, nežli v uvedených rozsazích.

Při měření napětí baterie připojte senzor paralelně k baterii. (Tj. sondy přiložte na oba konce baterie.)

Při měření napětí na součástce zapojte senzor paralelně k součástce. (Tj. sondy přiložte na oba konce měřené součástky.)

Pro měření proudu, procházejícího rezistorem, připojte senzor sériově. (Tj. jednu sondu připojte na jeden konec rezistoru, druhou přiložte přímo na jeden z pólů zdroje napětí.)

Neměřte proud v paralelním zapojení senzoru.

42



Senzor měření vodivosti PS–2116A Technické specifikace: Rozsah senzoru : 0 - 1000 µS/cm, : 0 – 10000 µS/cm, :0– 100000 µS/cm Přesnost: ± 10 % zvoleného rozsahu Rozlišení: 0,1 % Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 2 Hz Operační rozsah: 0 – 50 °C Vodivost – jak rychle začít: PS – 2116A měří vodivost vodních roztoků. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.6 či vyšší) Nastavení: 4. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 5. Připojte senzor do USB linku. 6. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Měření: Senzor vodivosti je velice citlivý. Pokud je hodnota naměřené vodivosti u destilované

43



vody 25 µS/cm, pak je měření v toleranci. V běžných podmínkách je velice těžké naměřit skutečně čistou neionizovanou vodu, neboť vzorek je kontaminován již nádobou, ve které je uložen. Pro správná měření je velice důležité předem nastavit správný měřící rozsah. Laboratorní deionizovaná voda má hodnotu vodivosti v rozsahu 0,05 až 0,75 µS/cm. Pitná voda má hodnotu vodivosti v rozsahu 50 až 1500 µS/cm. Mořská voda má hodnotu vodivosti až 53000 µS/cm. Pokud chceme pracovat s jednotkami TDS (Total Dissolved Solids – informace o rozpuštěných pevných látkách ve vodě v jednotkách ppm – počet částic látky na milion částic vody), použijeme přibližný vztah: TDS (ppm) = vodivost (µS/cm) / 2

Zobrazení měření v EZscreen.

44



Zobrazení měření v DataStudiu. Volba rozsahu: K volbě rozsahu senzoru stiskněte jedno ze tří tlačítek, která jsou na boku senzoru. Tlačítko zvoleného rozsahu svítí. Senzor stále sleduje konduktivitu okolního prostředí. V případě, že její hodnota přesahuje zvolený rozsah, sám navrhne jeho přepnutí do rozsahu vyššího, tím, že tlačítko vyššího rozsahu začne blikat. Kalibrace senzoru: Využijte jednobodovou kalibrační metodu. Potřebné vybavení (kalibrace s Xplorerem): PS-2116 senzor, PASPORT Xplorer, standardní roztok o známé hodnotě vodivosti. Postup: 1. Zapojte senzor do Xploreru a zapněte jej. 2. Stiskněte několikrát Display, dokud se Vám nezobrazí okno kalibrace. 3. Stiskněte Check. 4. Stiskněte Tab – tím se dostanete do zobrazení hodnot. 5. Pomocí tlačítek (+) a (-) nastavte hodnotu vodivosti standardu. 6. Vložte senzor do standardu. 7. Stiskněte Check. Potřebné vybavení (kalibrace v DataStudiu): PS-2116 senzor, DataStudio® software (verze 1.6 či novější), standardní roztok o známé hodnotě vodivosti.

45



Postup: (použijeme jednobodového kalibračního postupu) 1. 2. 3. 4. 5.

V okně Setup zvolíme Calibrate a jednotky µS/cm. Do textového pole vepíšeme známou hodnotu vodivosti standardu. Vložíme senzor do roztoku standardu. Stiskneme Set. Stiskneme OK.

Doporučené aktivity: • Elektrolýza (fyzika). • Měření vodivosti vody z různých zdrojů, (environmentální výchova).

46



Senzor rotace PS–2120 Technické specifikace: Přesnost: ± 0.09 stupně Rozlišení: 0.02 mm (lineární posun) a 0.09 stupně (úhlový posun) Max. vzorkovací frekvence: 1000 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Maximální rychlost: 30 otáček/s. Senzor rotace – jak rychle začít: Senzor PS-2120 měří lineární i úhlové zrychlení, rychlost a pozici. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.6.1 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

47



Aktivita Potřebné vybavení: Rotační senzor (PS-2120), PASPORT interface, DataStudio či EZscreen software. PASPORT™ Senzor rotačního pohybu se vynuluje automaticky poté, co stisknete Start v DataStudiu. Tím se smažou všechny hodnoty z předchozích měření. Pokud chcete, aby byly údaje zachovány, zrušte volbu "Zero Automatically on Start". Ta je v nabídce okna Setup (pouze pro DataStudio 1.6.2 a vyšší). Tyto hodnoty se smažou vždy, když senzor odpojíte nebo když zavřete a znovuspustíte DataStudio. V nabídce okna Setup můžeme senzor vynulovat také manuálně. Zrušíme volbu "Zero Automatically on Start", nastavíme senzor do požadované polohy a klikneme na tlačítko Zero. Pro současné měření lineárních a úhlových veličin je zapotřebí zvolit správné příslušenství. Výběr provádíme v nabídce rozvinovací lišty vpravo dole. Přednastavena je volba „large pulley“ (velká kladka).

Klikněte do míst, kam ukazuje šipka, a zvolte, zda budete měřit přímočaré (lineární) či úhlové veličiny. EZscreen aktivita: 1. K prvnímu měření s rotačním senzorem zvolte EZscreen v okně PASPORTAL. 2. V pravém dolním rohu EZscreenu, klikněte na ikonu senzoru a zvolte typ měření. (Přímočará měření jsou realizovatelná ve volbě large pulley.) 3. Stiskněte Start pro začátek a Stop pro konec měření.

48



DataStudio aktivita: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 7.

49

Připojte PS-2120 Rotary Motion Sensor na USB link či Xplorer. Připevněte na senzor kladku. Na kladku upevněte cca 30 cm. dlouhý provázek. Na jeho konec upevněte dvě závaží, jejichž hmotnosti se liší o dva gramy. Lehčí závaží stáhněte co nejníže. Stiskněte Start. Uvolněte závaží a nechte je pohybovat se. Pohyb zastavte před nárazem do kladky. Stiskněte Stop. Opakujte experiment se závažíčky o rozdílu hmotností 4 g. Jak se změnil graf závislosti úhlové polohy na čase?



Kolorimetr PS–2121 víčko

Technické specifikace:

místo na kyvety kalibrace

Rozsah senzoru: 0 – 100% transmitance Přesnost: ± 0,5 % transmitance kyvety Rozlišení: 0, 1 % transmitance Operační rozsah: 5 – 40 °C (Teplotní rozsah se vztahuje jak na teplotu zjišťovaného vzorku, tak i na teplotu okolí. Pokud se teplota okolí změní o více jak 10 °C, pak znovu zkalibrujte senzor.) Max. vzorkovací frekvence: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz Vlnové délky: 660 nm (červená), 610nm (oranžová), 565 nm (zelená), 468 nm (modrá) Kolorimetr - jak rychle začít:

Kolorimetr PS – 2121 byl navržen pro zjišťování transmitance (%) světla různých barev, procházejícího skrze roztoky. Může být využit např. pro zjišťování koncentrací různých látek ve sloučenině. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio. Příprava vzorků: 1. Do kyvety nalijte vždy nejméně 6 ml zkoumaného vzorku a zavíčkujte ji. 2. Jemně ji otočte, aby koncentrace vzorku rozprostřela stejnoměrně v celém vzorku. Kyvetou netřepejte, aby ve vzorku nevznikly bublinky.

50



3. Kyvetu držte za víčko, abyste nezašpinili sklíčko. Případné otisky prstů a jiné nečistoty odstraňte jemným ubrouskem, případně silikonovým olejem. 4. Co nejdříve vzorek změřte.

Umístění kyvety v senzoru: Abyste co možná nejvíce zpřesnili měření a omezili vliv průchodu světla skrze stěny kyvety, následujte tyto pokyny: 1. Naplňte kyvetu destilovanou vodou. 2. Kyvetu vložte do držáku a stále ji držte za víčko. 3. Přes ruku i kyvetu natáhněte nějakou látku, aby ke kyvetě nepronikalo žádné světlo. Stiskněte Start. 4. Při měření kyvetou pootáčejte. 5. Až Vaše měření dosáhne nejvyšší hodnoty transmitance, stiskněte Stop a přestaňte měřit i otáčet kyvetou. 6. Označte si polohu kyvety v senzoru. Tuto polohu potom dodržujte i v následujících měřeních. Kalibrace senzoru: Během kalibrace nespouštějte měření, získané údaje by nebyly správné. Turbidimetr se kalibruje jednobodovou kalibrační metodou. Ke kalibraci potřebujete destilovanou vodu. 1. Vložte do senzoru kyvetu s destilovanou vodou. 2. Pečlivě senzor zakryjte, aby okolní světlo nemohlo ovlivnit měření. 3. Stiskněte zelené tlačítko Calibration. Po dobu trvání kalibrace světlo svítí. 4. Kalibrace je ukončena, když světýlko zhasne. 5. Pro ověření správnosti kalibrace spusťte měření. Čtení na všech vlnových délkách (na všech barvách) by mělo mít hodnotu transmitance 100 %. 6. Při měření dbejte na to, aby na senzor nedopadalo přímé světlo a aby v kyvetách bylo vždy nejméně 6 ml vzorku (aby byly kyvety zcela naplněny). Pozn.: Pokud na tlačítku Calibration bliká červené světlo, pak do kyvety buďto proniká vnější světlo, nebo se měření ocitlo mimo rozsah. Měření v DataStudiu:

51



Jakmile v DataStudiu stisknete Start, DataStudio automaticky zobrazí procentuální hodnoty transmitance pro všechny čtyři barvy. Pokud budete chtít zobrazovat výsledky měření v hodnotách absorbance, musíte v nabídce Setup zaškrtnout políčka „absorbance“ a volbu „transmitance“ zrušit.

Měření v EZscreen: V prostředí EZscreen se měření realizuje vždy mezi stiskem tlačítek Start a Stop. Na přepínání mezi různými barvami a pro změnu typu měření stiskněte ikonu kolorimetru v pravém dolním rohu obrazovky. Pro přepínání mezi jednotlivými koly měření stiskněte tlačítko Toggle. Abyste mohli zobrazit grafy všech barev v jednom zobrazení, musíte se přepnout do DataStudia. Měření s Xplorerem: Pokud budete chtít senzor kalibrovat, musíte připojit Xplorer na počítač a postupovat dle návodu výše. Pro sběr dat klikněte na tlačítko Start. Při sběru dat bliká LED dioda. Pro volbu transmitance či absorbance použijte tlačítek Plus a Mínus.Pro export dat do DataStudia, zvolte po připojení Xploreru tlačítko Retrieve Now. DataStudio automaticky zobrazí % transmitance čtyř barev. Aktivity s kolorimetrem: Potřebné vybavení: PS – 2121 Kolorimetr, Xplorer či USB link pro připojení na počítač s DataStudiem (DataStudio Lite), 2 kyvety, destilovaná voda, vzorky vody obarvené potravinářským barvivem (alespoň 6 ml od každého vzorku). Pokud není k dispozici více kyvet, je nutné mezi jednotlivými měřeními kyvetu vždy vypláchnout destilovanou vodou. Data naměřená v terénu s Xplorerem lze jednoduše pomocí USB kabelu přetáhnout do počítače (úzký USB vstup je na pravém boku Xploreru). V DataStudiu se

52



naměřená data zobrazí, zvolíte-li možnost „Retrieve Now“. Měříte-li v prostředí EZscreen, pak chcete-li se přepínat mezi jednotlivými měřeními, musíte použít funkci tlačítka „Toggle“. Abyste mohli najednou sledovat všechna měření v jednom grafu, musíte použít DataStudio či DataStudio Lite. 1. Do jedné kyvety dejte destilovanou vodu a do druhé vodu obarvenou potravinářským barvivem. 2. Barvivo ve vodě dobře promíchejte, ale tak, aby ve vodě nevznikly bublinky. 3. Zapojte turbidimetr do USB linku a spusťte DataStudio nebo zapojte turbidimetr do Xploreru. 4. Vložte postupně do turbidimetru kyvetu s destilovanou vodou a vodu obarvenou. Pro každý vzorek realizujte měření. Všimněte si závislostí transmitance pro každou z vlnových délek. Jak se liší tyto hodnoty od hodnot destilované vody? 5. Přepněte kolorimetr do režimu měření absorbance. (Setup – maximalizujte Setup PASPORT okno – „odškrtněte“ políčka transmitance a „zaškrtněte“ políčka absorbance.) 6. Měřte v režimu absorbance. 7. Analyzujte, jaké barvy byly absorbovány a jaké vlnové délky byly naopak transmitovány.

Další náměty na experimenty:  Reakční poměry.  Sledování koncentrace substancí ve vodě nebo jiných roztocích. Důležité pokyny:  Zabraňte přístupu vnějšího světla do kyvety.  Vždy naplňujte kyvety až po víčko (minimálně 6ml).

53



Turbidimetr - senzor zákalu (turbidity) PS–2122 Technické specifikace:

víčko

místo na kyvety

Rozsah senzoru: 0 - 400 NTU (z angl. Nephelometric Turbidity Units - NTU) Přesnost: v rozsahu 0 – 20 NTU: ± 0,2 NTU, 20 – 100 NTU: ± 0,5 NTU, 100 – 400 NTU: ± 1 NTU kyvety Rozlišení: 0, 1 NTU Operační rozsah: 5 – 40 °C (Teplotní rozsah se vztahuje jak na teplotu zjišťovaného vzorku, tak i na teplotu okolí. Pokud se teplota okolí změní o více jak 10 °C, pak znovu zkalibrujte senzor.) Max. vzorkovací frekvence: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz

kalibrace

Turbidimetr - jak rychle začít: Turbidimetr PS – 2122 byl navržen pro zjišťování zákalu roztoků, v nichž je velikost zakalujících částic menší, než 200 mikronů. Turbidita je časově proměnlivá veličina, hustota částic, jejich velikost, teplota roztoku i jeho tlak ji mohou ovlivnit. V případě, že měříte turbiditu roztoku, ve kterém jsou částečky větší než 200 mikronů, doporučujeme roztok nejdříve přefiltrovat a větší částečky separovat. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

54



Příprava vzorků: 9. Do kyvety nalijte nejméně 6 ml zkoumaného vzorku a zavíčkujte ji. 10. Jemně ji otočte, aby se zákal rozprostřel stejnoměrně v celém vzorku. Kyvetou netřepejte, aby ve vzorku nevznikly bublinky. 11. Kyvetu držte za víčko, abyste nezašpinili sklíčko. Případné otisky prstů a jiné nečistoty odstraňte jemným ubrouskem, případně silikonovým olejem. 12. Co nejdříve vzorek měřte (zabráníte tak nepřesnostem způsobným usazením částeček na dně kyvety). Umístění kyvety v senzoru: Abyste co možná nejvíce zpřesnili měření a omezili vliv průchodu světla skrze stěny kyvety, následujte tyto pokyny: 7. Naplňte kyvetu destilovanou vodou. 8. Kyvetu vložte do držáku a stále ji držte za víčko. 9. Přes ruku i kyvetu natáhněte nějakou látku, aby ke kyvetě nepronikalo žádné světlo. Stiskněte Start. 10. Při měření kyvetou pootáčejte. 11. Až Vaše měření dosáhne nejnižší hodnoty, stiskněte Stop a přestaňte měřit i otáčet kyvetou. 12. Označte si polohu kyvety v senzoru. Tuto polohu potom dodržujte i v následujících měřeních. Kalibrace senzoru: Během kalibrace nespouštějte měření, získané údaje by nebyly správné. Turbidimetr se kalibruje dvoubodovou kalibrační metodou. Ke kalibraci potřebujete destilovanou vodu a kalibrační standard o turbiditě 100 NTU. 7. Vložte do senzoru kyvetu s destilovanou vodou. 8. Pečlivě senzor zakryjte, aby okolní světlo nemohlo ovlivnit měření. 9. Stiskněte a pusťte tlačítko Calibration. Světlo by mělo stále svítit. 10. Až začne světlo blikat, vyměňte kyvety (vložte 100 NTU standard) a znovu stiskněte a uvolněte tlačítko. 11. Kalibrace je ukončena, když světýlko zhasne.

55



12. Pro ověření správnosti kalibrace spusťte měření. Turbidita standardu by měla mít hodnotu 100 NTU (± 1 NTU). 13. Při měření dbejte na to, aby na senzor nedopadalo přímé světlo a aby v kyvetách bylo vždy nejméně 6 ml vzorku. Aktivity s turbidimetrem: Potřebné vybavení: PS – 2122 Turbidimetr, Xplorer či USB link pro připojení na počítač s DataStudiem (DataStudio Lite), 1 – 3 kyvety, destilovaná voda, vzorky vody (alespoň 6 ml od každého vzorku). Pokud není k dispozici více kyvet, je nutné mezi jednotlivými měřeními kyvetu vždy vypláchnout destilovanou vodou. Data naměřená v terénu s Xplorerem lze jednoduše pomocí USB kabelu přetáhnout do počítače (úzký USB vstup je na pravém boku Xploreru). V DataStudiu se naměřená data zobrazí, zvolíte-li možnost „Retrieve Now“. Měříte-li v prostředí EZscreen, pak chcete-li se přepínat mezi jednotlivými měřeními, musíte použít funkci tlačítka „Toggle“. Abyste mohli najednou sledovat všechna měření v jednom grafu, musíte použít DataStudio či DataStudio Lite. 8. Odeberte vzorky vody, kterou chcete zkoumat (akvárium, vodovod, bazén, rybník, řeka, bystřina, dešťová voda...). Z každého vzorku dejte minimálně 6 ml do kyvety. 9. Zapojte turbidimetr do USB linku a spusťte DataStudio nebo zapojte turbidimetr do Xploreru. 10. Vložte postupně do turbidimetru kyvetu s destilovanou vodou, vodou z vodovodu, atd. dle stupně zakalení. pro každý vzorek proveďte měření. 11. Diskutujte o faktorech, které přispívají k zakalení vody (sedlina, bahno, bakterie, atd.).

Turbidimetrická měření v DataStudiu.

56



Další náměty na experimenty: Kalnost vody před použitím a po použití filtrace Analýza kalnosti vody obsahující různé typy bakterií Důležité pokyny:  Vždy měřte ihned po vložení kyvety do turbidimetru, eliminujete tak nepřesnosti dané postupným usazováním částeček ve vzorku.  Zabraňte přístupu vnějšího světla do kyvety.  Větší chyba měření nastává u práce s tmavými a barevnými vzorky.  Před měřením vždy odstraňte ze vzorku viditelné větší usazeniny a kal plovoucí ve vzorcích.  Vždy naplňujte kyvety až po víčko (minimálně 6ml).

57



Teplota, tlak, rosný bod PS – 2124 Technické specifikace: Vlhkost: Rozsah senzoru: 0 – 100 % (RH – relativní vlhkost), 0 – 50 g/m3 (AH – absolutní vlhkost) Přesnost: v rozsahu ± 2 % (RH), 10 % načtené hodnoty (AH) Rozlišení: do 1 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Opakovatelnost: do 0,5 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Teplota: Rozsah senzoru: -20 °C – 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 0,5 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Rosný bod: (hodnoty jsou dány teplotními podmínkami a relativní vlhkostí) Rozsah senzoru: -50 °C – 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 2 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Meteorologická stanice: Senzor teploty, tlaku a rosného bodu PS – 2124 měří uvedené veličiny v plynech, např. ve vzduchu. Senzor je navržen ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7 či vyšší). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

58



Aktivity se senzorem: Potřebné vybavení: PS – 2124, Xplorer či USB link pro připojení na počítač s DataStudiem (DataStudio Lite). Data naměřená v terénu s Xplorerem lze jednoduše pomocí USB kabelu přetáhnout do počítače (úzký USB vstup je na pravém boku Xploreru). V DataStudiu se naměřená data zobrazí, zvolíte-li možnost „Retrieve Now“. Měříte-li v prostředí EZscreen, pak chcete-li se přepínat mezi jednotlivými měřeními, musíte použít funkci tlačítka „Toggle“. Abyste mohli najednou sledovat všechna měření v jednom grafu, musíte použít DataStudio či DataStudio Lite. 1. Zapojte senzor do USB linku a spusťte DataStudio nebo jej zapojte do Xploreru. 2. Proveďte postupně tři krátká měření (cca po 1 minutě) ve třech různých prostředích: uvnitř místnosti, venku na čerstvém vzduchu, v lednici či ve skleníku. 3. Diskutujte o faktorech, které přispívají ke změně hodnot rosného bodu.

Meterologická měření v DataStudiu.

59



UPOZORNĚNÍ: Nevkládejte senzor do vody či jiných kapalin, nechcete-li jej zničit! Senzor je navržen pouze pro měření v plynech, jako je např. vzduch. Nevystavujte senzor přímému vlivu slunečních paprsků, senzor v takovém případě nemusí měřit správně. Další možné experimenty:  Sledování meteorologických údajů a jejich vliv na skutečné počasí (dlouhodobá studie).  Sledování environmentálních podmínek ve skleníku.  Zkoumání změn v ovzduší ovlivňující pokusy s elektrostatickými výboji.

60



Senzor teploty PS - 2125 Technické specifikace: Nereznoucí teplotní sonda v kovovém pouzdře PS-2153 Rozsah: -35 °C až +135 °C Přesnost: ± 0.5 °C Rozlišení: 0.01 °C Jednotky: °C, °F, K Max. vzorkovací frekvence: 10 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 2 Hz (Srovnání parametrů - Rychlereagující teplotní sonda PS-2135) Rozsah: -10 °C až +70 °C Přesnost: ±0. 5 °C Konstrukce: Termistor 10 K je zapouzdřen ve vodotěsném PVC pouzdře. Do senzoru se zapojuje pomocí 3,5 mm stereo jacku. Teplota – jak rychle začít měřit: PS-2125 měří teplotu. (Možnost odečtu ve stupních Celsia, Fahrenheita i v Kelvinech.) Při měření v kapalinách čekejte 15 sekund na ustálení měření, v plynech je ustalovací doba 30-60 sekund. UPOZORNĚNÍ: Používejte pouze pro měření ve vodě nebo ve slabých roztocích – viz následující stranu. Neumisťujte do roztoků dráty nebo držák sondy, nevkládejte senzor do plamenů nebo míst evidentně přesahujících teploty z měřícího rozsahu. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.6 či vyšší). Injekční stříkačka či pístek, plastická hadička s rychloupínacím konektorem. Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

61



Využití senzoru při měření v kyselých roztocích Teplotní senzor PS-2125 je vyroben z nerezavějící oceli a byl navržen zejm. pro užití ve vodě a ve slabě a středně kyselých roztocích. Pokud potřebujete použít senzor v jiném typu roztoků, zkontrolujte nejdříve jeho chemickou kompatibilitu s ocelí. (Viz např. www.coleparmer.com/techinfo.) Pokud budete chtít měřit teplotu silně kyselých roztoků, použijte prosím ochranného teflonového návleku na sondu. (Z PASCO nabídky je možno objednat 10 teflonových návleků pod katalogovým číslem Cl-6549.) Pozn.: PASCO neručí za poškození sondy způsobené nesprávným či nedbalým měřícím postupem. Umístění teplotní sondy do víčka Průměr teplotního čidla je přibližně 6,4 mm, což je velikost o něco menší, nežli je průměr předpřipravených děr ve většině laboratorních gumových i korkových víček. Pokud budete chtít čidlo vzduchotěsně utěsnit, můžete využít dvě přiložené hadičky. (Povrch sondy je před navlečením hadičky vhodné navlhčit glycerinem.)

Teplotní senzor s plastovým návlekem a ochranným víčkem. Nastavení a kalibrace

62



Proces kalibrace teplotního senzoru PS-2125 Potřebné vybavení: 3. 4. 5.

1 nádobu s ledovou a 1 nádobu s vroucí vodou Teploměr (není nutný) DataStudio software nebo PASCO datalogger

Kalibrace v DataStudiu Pokud na měření využíváte počítač a DataStudio, postupujte takto: 1. V okně PASPORT Setup stiskněte Calibrate. 2. Software je přednastaven tak, že jako dva kalibrační body považuje 0°C a 100°C. Můžete však určit své vlastní kalibrační teploty a použít teploměr jako referenční nástroj. (Této možnosti využijte zejména pokud potřebujete měřit v malém rozsahu teplot). 3. Vložte senzor do ledové vody (0°C). 4. Stiskněte Set. 5. Opakujte předchozí kroky i pro druhou hodnotu teploty (100°C). 6. Stiskněte OK. Kalibrace s PASPORT Xplorerem Pokud na měření využíváte samotného PASCO Dataloggeru, postupujte takto: 1. Zapněte Datalogger a připojte senzor. 2. Stiskněte Display, dokud se Vám nezobrazí kalibrační okno. Stiskněte tlačítko Check. 3. Software je přednastaven tak, že jako dva kalibrační body považuje 0°C a 100°C. Můžete však určit své vlastní kalibrační teploty a použít teploměr jako referenční nástroj. (Této možnosti využijete zejména pokud potřebujete měřit v malém rozsahu teplot). 4. Stiskněte tlačítko Tab – můžete měnit hodnotu. 5. Použitím + a – se dostanete na teplotu standardu, podle kterého kalibrujete (vody 0°C). 6. Umístěte senzor do vody 0°C. Stiskněte tlačítko Check. 7. Opakujte předchozí kroky i pro druhou teplotu. Měření teploty (zobrazení EZscreen) – teplotní mapa ruky

63



Teplotní mapa ruky – aktivita v prostředí EZscreen.

1. 2. 3. 4.

Stiskněte tlačítko „Mapa ruky“ (na obr. vlevo) Umístěte sondu na zvolené místo na ruce a stiskněte START. Čekejte 30-60 sekund, až se teplota ustálí. Posuňte myší kurzor na mapě ruky do míst, kde provádíte měření a pak klikněte pro uložení teploty. 5. Pro vymazání naměřených dat stiskněte tlačítko Zpět (Undo) (poslední naměřenou hodnotu smažete první). 6. Stiskněte STOP.

64



Senzor plynného kyslíku PS-2126

Senzor sestává z čidla, senzoru, propojovacího kabelu (3,5 mm jack) a vzorkové lahvičky. Vyjměte senzor z obalu, jakmile jej obdržíte. Neuchovávejte jej v uzavřeném obalu. Očekávaná životnost správně uloženého čidla je 3 roky. Tato životnost může být prodloužena, budete-li jej uchovávat v chladu. Datum výroby čidla zjistíte z číselné řady na jeho boku. Např. číslo S/N 90882151 značí, že čidlo bylo vyrobeno v r. 2009 (první číslice – rok) v srpnu (2. a 3. číslice 08 – měsíc). Technické specifikace: Rozsah: 0 – 100% koncentrace O2 (0 – 1 000 000 ppm) Přesnost: ± 1 % za konstantní teploty a tlaku, ± 5 % za teploty měnící se v povoleném rozsahu Opakovatelnost: ± 0,5 % Rozlišení: 0,025 % Operační rozsah: 0 – 40 °C, 0 – 99 % relativní vlhkosti. Senzor – jak rychle začít: PS-2126 měří a zobrazuje koncentraci plynného kyslíku v procentech nebo v jednotkách ppm (parts per milion). Čidlo senzoru je galvanickým článkem, produkujícím elektrický proud úměrný koncentraci kyslíku v měřeném plynu. V senzoru je hodnota proudu převedena na hodnotu koncentrace. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7.2 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku, spojte senzor s čidlem. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

65



Sběr vzorku: Pokud chcete měřit atmosférický vzduch, použijte vzorkovou láhev, kterou mávejte tak, aby se vzduchem vyplnila. Poté na její hrdlo nasaďte čidlo a utěsněte jej pomocí gumového těsnění. V případě, že chcete měřit koncentrace v jiných plynech, umístěte nejprve čidlo do plastového pytle, který je prázdný (vyfouklý). Poté pomocí nějaké hadice přiveďte do pytle plyn, který chcete analyzovat. Z čidla nikdy neodstraňujte gumové těsnění. Nedovolte, aby čidlo přišlo do kontaktu s vodou či jinými kapalinami! Kalibrace: Přístroj je nakalibrován z výroby, nicméně pro přesnější měření jej lze čas od času kalibrovat takto: Umístěte čidlo do vzorku čerstvého venkovního vzduchu. Stiskněte tlačítko CAL (20,9%) a držte jej po dobu 3 sekund. Začne blikat zelená LED dioda na senzoru, což signalizuje, že kalibrace probíhá. Po cca 4 sekundách blikání ustane. Kalibrace je ukončena. (Pozn. Pokud LED bliká rychle i po kalibraci, značí to nutnost výměny čidla, jehož životnost skončila.) Tip na experiment: Kataláza jater Kataláza (též katalasa) je běžný enzym vyskytující se téměř ve všech živých organismech vystavených kyslíku. Funguje jako katalyzátor rozkladu peroxidu vodíku na vodu a kyslík. Kataláza má jedno z nejvyšších čísel přeměny ze všech enzymů. Jediná molekula katalázy může převést na vodu a kyslík miliony molekul peroxidu vodíku za sekundu. (Zdroj: Wikipedia) Vybavení: Senzor plynného kyslíku PS-2126, vzorkovou lahev, drůbeží či hovězí játra, peroxid vodíku, moždíř, led. 1. Nechejte játra ohřát na pokojovou teplotu. Kalibrujte senzor. 2. Rozmělněte játra na jemno. 3. Odměřte 10 ml peroxidu vodíku na dno vzorkové láhve. (Následující kroky provádějte opatrně, ale rychle.) 4. Pomocí pipety vložte cca 1 ml jater do peroxidu. 5. K hrdlu láhve přiložte čidlo senzoru. Neutěsňujte jej gumovým kroužkem, pouze přiložte. 6. Spusťte měření. Po cca 300 sekundách jej ukončete. 7. Pokus modifikujte (zkuste katalázu jater studených, vařených apod.

66



Vizuální senzor zrychlení PS-2128 Technické specifikace: Rozsah: Auto-scale: ±0,2 m/s2 až ±20 m/s2, Manual scale: ±1, ±5, ±20 m/s2. Přesnost: ±0,2 m/s2 Rozlišení: LED: 20% zvoleného rozsahu, DataStudio: 0,01 m/s2 Max. vzorkovací frekvence: 100 Hz Odpovědní frekvence: 0 - 10 Hz UPOZORNĚNÍ: Maximální měřitelné zrychlení sondy je 20 m/s2, sonda však bez poškození vydrží zrychlení až 2000 m/s2. Senzor zrychlení – jak rychle začít: PS-2128 měří a zobrazuje zrychlení v jedné ose, v reálném čase. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7.2 či vyšší) Nastavení: 4. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 5. Připojte senzor do USB linku. 6. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

67



Aktivita Vynulování senzoru: 6. Umístěte akcelerometr do stejné pozice, v jaké bude během experimentu (naklonění), nepohybujte s ním. 7. Stiskněte a pusťte černý spínač na boku senzoru. Po cca jedné sekundě bude senzor vynulován. Během tohoto procesu se senzorem nehýbejte. 8. Ověřte vynulování připojením akcelerometru na USB link a spuštěním DataStudia. (Po spuštění tlačítka Start by mělo DataStudio ukazovat nulovou hodnotu zrychlení.)

Měření se senzorem zrychlení v DataStudiu. Měření zrychlení na nakloněné rovině: 1. Za užití PASPORT prodlužovacího kabelu připojte vizuální senzor zrychlení do USB linku nebo Xploreru. 2. Připevněte akcelerometr do vozíčku PAScar (ME-6950), GOcar (ME-6951), nebo Dynamics Cart (ME-9430). 3. Přepínač vpravo dejte do polohy „Manual Scale“ a přepínač škál do polohy 20 m/s2. Stiskněte a pusťte černý knoflík na zapnutí akcelerometru. Umístěte akcelerometr na nakloněnou rovinu a opětovným stiskem černého knoflíku jej vynulujte. 4. Držte prodloužený PASPORT kabel tak, aby nepřekážel vozíčku v pohybu. 5. Stiskněte Start v DataStudiu nebo na Xploreru, vypusťte vozíček. Sběr dat ukončete stisknutím tlačítka Stop.

68



Senzor srdečního rytmu PS–2129 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 40 – 240 tepů za minutu Dosah vysílače: cca 1 m Rozlišení a přesnost: 1 tep za minutu Max. vzorkovací frekvence: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 0,2 Hz (1 za 5 sekund) Senzor srdečního rytmu - jak rychle začít: Senzor srdečního rytmu PS – 2129 měří průměrný srdeční tep v průběhu cvičení (tělesné zátěže). Průměrný srdeční rytmus je měřen v pětisekundových intervalech. Změna vzorkovacího intervalu není doporučena. Čidlo senzoru je umístěno na hrudi člověka. Slouží zároveň jako vysílač signálu, přijímač je senzoru, který se připojuje prostřednictvím USB linku do počítače nebo přímo do Xploreru. Pokud byste chtěli zobrazit reálný průběh srdeční aktivity (tj. sledovat jednotlivé tepy), pak využijte EKG senzoru PS – 2111. Další potřebné vybavení:  PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7 či vyšší) Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připevněte si čidlo na hrudník. 3. Připojte senzor do USB linku (Xploreru). 4. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Upevnění pásku na hruď:

69



Pásek Polar, upevněný na Vašem hrudníku, snímá tep Vašeho srdce a převádí jej na elektrický signál, který následně vysílá do senzoru. Správné upevnění pásku je tedy klíčové pro získání věrohodných dat. Připevněte pásek se senzory přes hrudník.

1. Před upevněním pásku s čidlem, navlhčete elektrody na jeho vnitřní straně (vodou nebo mírně slaným roztokem). 2. Upevněte jeden konec pásku s čidlem na elastický pás, obtočte elastický pás kolem hrudního koše tak, aby elektrody těsně přilehly na kůži. 3. Zahákněte druhý konec elektrodového pásku na elastický pásek. 4. Nastavte pásky tak, aby přiléhaly těsně na kůži, ale aby Vám nebránily v dýchání.

umístění senzorů

Jiné možnosti umístění senzoru: Jiný způsob, jak odečítat srdeční rytmus, je ze hřbetů rukou (záprstí - položte hřbety obou rukou na elektrody na měřícím pásku), pokud při měření nechcete sundávat oblečení (triko), pak je nutné oblečení v místech pod elektrodami navlhčit. UPOZORNĚNÍ: Tyto způsoby měření nezaručují dostatečnou přesnost získaných údajů! Umístění senzoru: Pásek s elektrodami slouží zároveň jako vysílač, přijímačem je senzor zapojený do USB linku. Pro optimální přenos signálu umístěte senzor do vertikální polohy, na úroveň pásku, v maximální vzdálenosti 1 m od pásku, např. takto: 1. držte senzor v ruce (zapojte senzor do Xploreru nebo použijte prodlužovací kabel PASPORT PS - 2500) 2. vložte senzor do batohu či krabičky, který si připevníte na bok. 3. přilepte si senzor na nadloktí pomocí lepicí pásky.

70



4. umístěte senzor na stůl či lavici, která má nevodivý povrch. Dbejte na to, aby signál mezi vysílačem a přijímačem nebyl pokud možno stíněn.

Ztráta signálu: 1. UPOZORNĚNÍ: Neumisťujte senzor či vysílač (pásek s čidly) na kovové objekty, blízko elektrických zařízení, magnetů, vysílaček a jiných zařízení emitujících elektromagnetické záření. 2. UPOZORNĚNÍ: Nepoužívejte senzor pod vodou, nechcete-li jej zcela poničit. 3. Náhlé a nevyzpytatelné změny v naměřených datech (indikace prudkých poklesů či nárůstů tepové frekvence) předznamenávají ztrátu signálu. V takovém případě navlhčete znovu elektrody, zkontrolujte jejich kontakt s tělem, správnou orientaci senzoru a jeho vzdálenost od čidla. 4. V případě, že začínáte měřit, zkuste nejprve měřit „nanečisto“, abyste zjistili případné zdroje rušení signálu. Aktivita se senzorem srdečního rytmu: Změna srdeční aktivity během a po 14 minutovém cvičení s konstantním zatížením (Pozn.: Data naměřená v terénu s Xplorerem lze jednoduše pomocí USB kabelu přetáhnout do počítače (úzký USB vstup je na pravém boku Xploreru). V DataStudiu se naměřená data zobrazí, zvolíte-li možnost „Retrieve Now“. Měříte-li v prostředí EZscreen, pak chcete-li se přepínat mezi jednotlivými měřeními, musíte použít funkci tlačítka „Toggle“. Abyste mohli najednou sledovat všechna měření v jednom grafu, musíte použít DataStudio či DataStudio Lite.) 1. Připevněte si senzorový pásek (vysílač) a zapojte senzor do Xploreru. 2. Sedněte si na židli a spusťte měření. (Stiskněte Start.) Měřte 30 sekund. 3. Vstaňte a cvičte. (Např. běhejte na místě či šlapejte na rotopedu – abyste nemuseli řešit změnu polohy vysílače vůči umístění senzoru – přijímače). 4. Po 3 – 5 minutách ustaňte ve cvičení a zklidněte svou tepovou frekvenci (další 3 – 5 minut).

71



5. Ukončete měření (stiskněte Stop) a vyhodnoťte získaná data (maximální tepová frekvence, tréninkové hodnoty tepové frekvence, rychlost zotavení apod.). Pozn.: podle výzkumu Americane College of Sports and Medicine jsou tepové rozsahy jedince definovány takto:  „maximální tepová frekvence“ = 220 – „věk cvičícího“ (tzn., že průměrný dvacetiletý člověk má maximální tepovou frekvenci přibližně 200 tepů za minutu),  „minimální tréninková hodnota“ = 60 % z „maximální tepové frekvence“ (tzn., že dvacetiletý člověk by měl mít v tréninkové zátěži minimálně 120 tepů za minutu),  „maximální tréninková hodnota“ = 90 % z „maximální tepové frekvence“ (tzn., že dvacetiletý člověk by měl mít v tréninkové zátěži maximálně 180 tepů za minutu).

Zobrazení srdeční aktivity v programu DataStudio. Další náměty na experimenty:  Průběh srdečního rytmu, teploty kůže a dýchání během cvičení.  Efekt trénování a cvičení na odpočinkovou a cvičící fázi tréninku (dlouhodobé studium).  Srovnávání různých forem cvičení (aerobní, anaerobní, silové a výdržové cvičení apod.).  Srovnávání srdeční aktivity v cvičení a v odpočinku u trénovaného a netrénovaného jedince.  Závislost srdeční aktivity a kyslíkového příjmu.  Srdeční aktivita u kuřáka a nekuřáka.

72



Senzor elektrického náboje PS-2132 Technické specifikace: Rozsah: ± 0,1 µC nebo ± 10 V Rozlišení: 5 pC nebo 500 µV Vstupní odpor: 1012 Ω Vstupní kapacita: 0,01 µF ± 5 % Sonda: Odstíněný 90 cm kabel Max. vstupní napětí: 150 V stejnosměrné. UPOZORNĚNÍ: Nepoužívejte pro měření hodnot mimo uvedené rozsahy. Elektrický náboj – jak rychle začít měřit: PS-2132 měří náboj (v Coulombech) a napětí (ve Voltech). Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7.2 či vyšší). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

73



Měření elektrického náboje - DataStudio pokus - měření na Faradayově kleci. (Další potřebné vybavení: přípravky Charge producers (ES-9057). 1. Umístěte Faradayovu klec na nevodivou podložku, zapojte senzor do Pasport interfacu. 2. Připojte červený konec sondy senzoru na vnitřní klec a černý konec na vnější klec. 3. Stiskněte START pro záznam hodnoty náboje na kleci, vynulujte senzor stiskem tlačítka ZERO. 4. Třením vytvořte el. náboj na sondách Charge producers (ES-9057). 5. Změřte následující pokusy: a) umístěte bílý disk dovnitř a vně vnitřní klece, bez toho, aniž byste se jí dotkli, b) dotkněte se dna klece a pak sondu vyndejte bez dotyku stěn. Totéž proveďte s modrou sondou. 6. Vysvětlete rozdíly v měření.

Zobrazení pokusu s Faradayovou klecí v DataStudiu.

74



Teplota, zvuk, světlo senzor PS-2140 Technické specifikace: Jednotlivé senzory: Teplota (termočlánek integrovaný v senzoru – není nutné připojovat teplotní čidlo), Světlo, Zvuk, vstup pro teplotní čidlo PS-2153, PS-2131 či PS-2135. Teplota (neintegrovaná, parametry závisí na typu připojené tepelné sondy, dále uvedené jsou pro sondu PS-2153) Rozsah: -35 °C až +135 °C Přesnost: ± 0.5 °C Rozlišení: 0.01 °C Jednotky: °C, °F, K Max. vzorkovací frekvence: 10 Hz Snímač: 10 kΩ termistor umístěný ve špičce sondy Teplota integrovaná Rozsah: -10 °C až +50 °C Přesnost: ± 2 °C Rozlišení: 0.01 °C Jednotky: °C, °F Termistor integrovaný v těle senzoru Světlo Rozsah: 0 – 5249 lux Přesnost: ± 2 dB Rozlišení: 0.1 lux Jednotky: lux Spektrální rozsah: 400 nm až 750 nm (viditelné spektrum) Zvuk Rozsah: 40 dBA až 90 dBA Přesnost: ± 3 dBA Rozlišení: 0.1 dBA Opakovatelnost: 0.5 dBA Jednotky: dBA Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.8.5 či vyšší).

75



Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Pokud chcete měřit pomocí Xploreru po dobu delší než 55 minut, ujistěte se, že máte v přístroji dostatečně nabité baterie. Pro prodloužení operační doby je vhodné připojit Xplorer na počítač nebo jej zapojit na napájecí adapter. Nemiřte světelným senzorem přímo do slunce déle než několik sekund. Pokud zapojíte dva senzory PS-2140 do PowerLinku, využijte jeho vstupů 1 a 3, abyste si nezastínili vstupy teplotních čidel na senzorech. Příklady využití:  Studium obecných fyzikálních zákonů jako je světelná absorpce, zvuková absorpce, tepelná vodivost, radiace.  Sledování a porovnání jednoho parametru (proměnná intenzita slunečního zázení během dne), různé úrovně hluku od různých zdrojů apod.  Na obrázku je sledování vývoje teploty v lednici. Světelné píky označují otevření lednice, hlukové píky, které jsou navíc, označují sepnutí kompresoru.

76



Senzor absolutního tlaku a teploty PS-2146 Technické specifikace: Tlak: Rozsah senzoru: 0 – 700 kPa Přesnost: ± 2 kPa Rozlišení: ± 0,1 kPa Jednotky: kPa, psi, atm, torr Operační rozsah: 5 – 95% relativní vlhkosti Max. vzorkovací frekvence: 20 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Teplota: Rozsah: 263.2 K až 343.2 K Přesnost: ± 0.5 K Rozlišení: 0.0025 K Jednotky: °C, °F, K Specifikace sondy: Rychlereagující teplotní sonda (PS-2135) Rozsah: -10 °C až +70 °C Přesnost: ±0. 5 °C Konstrukce: Termistor 10 K je zapouzdřen ve vodotěsném PVC pouzdře. Do senzoru se zapojuje pomocí 3,5 mm stereo jacku. Na tlakový výstup senzoru lze připevnit trubičku pro přívod měřeného tlaku. Absolutní tlak, teplota – jak rychle začít měřit: Senzor PS-2146 dokáže zároveň měřit tlak a teplotu. Používané jednotky jsou: kilopascal (kPa), síla na čtverečný palec (psi - anglicky pound per square inch, 1 psi = 1 lbf/in² ≈ 6 894,757 Pa) a N/m2. Senzor je navržen pouze ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.9 či vyšší). Injekční stříkačka či pístek, plastická hadička s rychloupínacím konektorem. Nastavení: 1.

77

Připojte USB LINK k USB portu počítače.



2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Aktivita s tlakoměrem: Změna tlaku a teploty při změně objemu (měřeno za pomoci stříkačky „Ideal Gas Law Syringe“ (TD-8596).

1. 2. 3. 4. 5.

Připojte stříkačku TD-8596 na senzor, nastavte v ní objem 45 ccm. Připojte senzor do Pasport interface. Spusťte DataStudio a zvolte zobrazení závislosti teploty a tlaku na čase. Stiskněte Start a pak zmenšete objem ve stříkačce na 25 ccm. Zvětšete opět objem ve stříkačce na 50 ccm. Stiskněte Stop.

78



6.

Vysvětlete naměřené průběhy fyzikálních veličin.

Zvyšujte tlak stisknutím pístku. Tlaková sonda je kalibrována při výrobě. Pokud se Vám zdá, že hodnoty neodpovídají, zkontrolujte těsnost připojení trubičky. Teplotní sondu je zapotřebí kalibrovat. Kalibrace teplotní sondy: Sondu kalibrujeme užitím dvoubodové kalibrace. Nejprve vložíme čidlo do prostředí s první kalibrační teplotou (např. do ledové tříště) a v okně Calibrate Sensors v nabídce okna Setup uvedeme hodnotu Calibration Point 1 (O °C). Pak stiskneme tlačítko Read from sensor. Hodnota první teploty se načte. Stejného postupu užijeme při vložení druhého kalibračního bodu (např. 100 °C ve vroucí vodě). Hodnoty uložíme stiskem klávesy OK.

UPOZORNĚNÍ: Neumisťujte senzor (přístrojovou část – modrou krabičku) do vody, chemických roztoků, či ohně. Zabraňte kapalinám i jejich parám ve vstupu do tlakového čidla na senzoru. Používejte přiloženou hadičku. Nezkoušejte měřit hodnoty přesahující měřící rozsah. Doporučujeme vybavit Vaši laboratoř ještě následujícím příslušenstvím, se kterým lze (ve spojení se senzorem absolutního tlaku a teploty) realizovat další experimenty: Teplotní sondy: PS-2135 Fast Response Temperature Probe (3-pack), PS-2131 Skin/Surface Temperature Probe, PS-2153 Stainless Steel Temperature Probe.

79



Tepelné motory: TD-8572 Heat Engine/Gas Law apparatus, TD-8592 Small Piston Heat Engine. Ostatní zařízení: TD-8596 Ideal Gas Law Syringe, TD-8595 Absolute Zero Apparatus.

80



Senzor počasí 6 v 1 PS – 2154A Technické specifikace: Barometrický tlak: Rozsah senzoru: 4,4 - 34 in Hg (palců rtuťového sloupce = 148,98 hPa – 1151,24 hPa) Přesnost: ±0,03 in Hg (± 101,6 Pa) Rozlišení: 0,001 in Hg (3,4 Pa) Nadmořská výška: Rozsah senzoru: 0 – 7000m (Při atmosférickém tlaku 1013,25 hPa) Přesnost: ± 5% Rozlišení: 0,3 m Vlhkost: Rozsah senzoru: 0 – 100 % (RH – relativní vlhkost), 0 – 50 g/m3 (AH – absolutní vlhkost) Přesnost: v rozsahu ± 2 % (RH), 10 % načtené hodnoty (AH) Rozlišení: do 1 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Opakovatelnost: do 0,5 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Teplota: Rozsah senzoru: -20 °C až 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 0,5 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Rosný bod: (RB je teplota, při které kondenzuje vodní pára obsažená ve vzduchu za konstantního tlaku – jeho hodnoty jsou dány teplotními podmínkami a relativní vlhkostí) Rozsah senzoru: -50 °C – 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 2 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Max. vzorkovací frekvence pro všechny veličiny: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz Senzor počasí: Senzor počasí PS – 2154A měří barometrický tlak (v jednotkách in Hg, hPa, mBar), absolutní vlhkost (g/m3 - AH) a teplotu vzduchu (°C, °F, K). Z těchto parametrů senzor dopočítává relativní výšku, relativní vlhkost a rosný bod. Senzor je navržen ke studijním

81



účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7 či vyšší). Nastavení: 1. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 2. Připojte senzor do USB linku. 3. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

Aktivity se senzorem: Pro dosažení nejlepších výsledků nevystavujte senzor přímému slunečnímu záření. Pokud necháte během měření senzor venku, umístěte jej do výšky alespoň 1m a ujistěte se, že je mimo dosah vody a zůstane v suchu. Pokud se senzorem měříte v uzavřeném prostředí (např. teráriu) je dobré zajistit, aby vzduch proudil skrze senzor (např. umístěním fénu do terária). UPOZORNĚNÍ: Nevkládejte senzor do vody či jiných kapalin, nechcete-li jej zničit! Senzor je navržen pouze pro měření v plynech, jako je např. vzduch. Nevystavujte senzor přímému vlivu slunečních paprsků, senzor v takovém případě nemusí měřit správně. Další možné experimenty:  Sledování meteorologických údajů a jejich vliv na skutečné počasí (dlouhodobá studie). Monitorujte tlak, teplotu a vlhkost v různých denních dobách, na různých místech, sledujte podmínky venku, ve třídě, v ložnici, v koupelně, ve skleníku...  Zkoumání změn v ovzduší ovlivňující pokusy s elektrostatickými výboji.

82



Digitální adapter PS-2159 Digitální adapter – popis: PS – 2159 digitální adaptér je digitálně-analogový převodník, který umožňuje využít digitální senzory řady Science Workshop v rozhraní PASPORT. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100, Power Link PS - 2001 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software verze 1.9.5 (či vyšší – pro upgrade navštivte www.pasco.com) Nastavení (spojení s jednokonektorovým digitálním senzorem): 1. Zapojte jeden nebo dva digitální Science Workshop senzory do digitálního adapteru 2. Připojte digitální adapter k USB PASPORT interface 3. Připojte USB PASPORT interface k USB portu počítače. 4. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Z automaticky nabízeného seznamu časových zařízení zvolte typ, se kterým chcete měřit. Stiskněte OK. 5. Kdykoli budete chtít svoji volbu (popř. jiné parametry měření) opravit, umožní vám to Setup v DataStudiu. Nastavení (spojení s dvoukonektorovým digitálním senzorem): 1. Připojte žlutou zástrčku senzoru do zásuvky port 1 na digitálním adapteru. Černou zástrčku zapojte do portu 2. 2. Zapojte digitální adapter do PASPORT interface. 3. Zapojte PASPORT interface do počítače 4. Pokud DataStudio neběží, připojí se automaticky. 5. Automaticky se otevře také seznam PASPORT časovacích zařízení. Z nabídky zvolte pohybový senzor nebo rotační senzor a stiskněte OK. Příklady využití:  Odečítání rychlosti (např. vozíku pomocí optické masky a optické brány (Photogate ME-9498A).  Doba kyvu kyvadla (volba pendulum).  Úhlová rychlost (např. kladky – super pulley ME – 9450).

83



General Science MultiMeasure senzor PS-2168 Technické specifikace: Jednotlivé senzory: Teplota, Světlo, Zvuk, Napětí Max. vzorkovací frekvence: 200 Hz (pro každý jednotlivý senzor) Nastavená vzorkovací frekvence: 2 Hz Teplota Rozsah: -35 °C až +135 °C Přesnost: ± 0.5 °C Rozlišení: 0.01 °C Jednotky: °C, °F, K Max. vzorkovací frekvence: 10 Hz Snímač: 10 kΩ termistor umístěný ve špičce sondy Světlo Tři uživatelem přepínané rozsahy: 100 lux, 10000 lux, 150000 lux Spektrální rozsah: 320 nm až 1100 nm Zvuk Rozsah: 50 dBA až 100 dBA Přesnost: ± 4 dBA Rozlišení: 0.1 dBA Opakovatelnost: 0.5 dBA Napětí Rozsah: ± 24 V Přesnost: ± 0.1 V Rozlišení: ± 0.001 V Napěťová ochrana: do 240 V Vstupní impedance: 1 MΩ

84



Součást balení

Katalogové číslo

General Science MultiMeasure senzor Nerezová teplotní sonda Napěťová sonda

PS-2168 PS-2153 PS-2165

Požadované vybavení PASPORT rozhraní

1

Podrobnosti naleznete v katalogu nebo na www.pasco.com

Dostupné příslušenství Rychle reagující teplotní sonda Kožní / povrchová teplotní sonda 1

PS-2135 (3 kusy) PS-2131

PASPORT rozhraní zahrnuje například USB Link (PS-2100), Xplorer GLX (PS-2002), PowerLink (PS-2001)

Představení PS-2168 General Science MultiMeasure senzor kombinuje v jediné jednotce čtyři senzory: • Teplota Teplotní sonda

• Světlo • Zvuk • Napětí

Napěťová sonda

Po připojení k PASPORT rozhraní snímá MultiMeasure senzor data s frekvencí až 200 vzorků za sekundu. Máte možnost využít pouze jeden dílčí senzor nebo lze zaznamenávat zároveň hodnoty ze všech snímačů najednou. Pokud Vaše rozhraní umožňuje připojení více senzorů, můžete použít General Science MultiMeasure senzor v kombinaci s dalšími PASPORT senzory.

Napětí

Teplota

Senzor, rozhraní a nastavení software Připojte MultiMeasure senzor k Vašemu PASPORT rozhraní tak, jak je vyobrazeno (vpravo). Připojte teplotní a napěťovou sondu do konektorů umístěných na stranách senzoru. (Pokud nepředpokládáte jejich využití, mohou zůstat sondy nepřipojené.) Senzor nastavíte pomocí SW DataStudio (pokud používáte počítač) nebo přímo v Xplorer GLX (pokud používáte senzor bez přímého připojení k PC). Přesné instrukce jsou uvedeny níže.

Nastavení pomocí DataStudio SW Pokud používáte počítač, připojte k němu PASPORT rozhraní a spusťte DataStudio (Detailní popis připojení k PC naleznete v manuálu k Vašemu PASPORT rozhraní.) Pro začátek měření stiskněte tlačítko START, pro ukončení pak tlačítko STOP. General Science MultiMeasure Senzor vždy snímá zvuk, světlo a napětí. Údaj o teplotě je měřen pouze, pokud je připojena teplotní sonda. Standardní vzorkovací frekvence je nastavena na 2 Hz. Pokud požadujete tuto

85


PASPORT rozhraní Napětí

Návod k obsluze - senzory hodnotu změnit nebo chcete skrýt hodnoty, které měřit nepotřebujete, můžete to učinit po stisku tlačítka SETUP. Podrobnější informace naleznete v on-line nápovědě k SW DataStudio.

Nastavení pomocí Xplorer GLX Pokud používáte Xplorer GLX v režimu bez připojení k počítači, postačí pro začátek snímání stisknout tlačítko . General Science MultiMeasure senzor vždy snímá zvuk, světlo a napětí. Údaj o teplotě je měřen pouze, pokud je připojena teplotní sonda. Standardní vzorkovací frekvence je nastavena na 2 Hz. Pokud požadujete tuto hodnotu změnit nebo chcete skrýt hodnoty, které měřit nepotřebujete, otevřete obrazovku SENSORS (dostupná z obrazovky HOME, stiskněte ). Další informace naleznete v manuálu k Xplorer GLX.

Teplota Tuto část MultiMeasure senzoru můžete využít k měření teploty kapaliny nebo objektu. Hodnota může být zobrazena v °C, °F nebo v K. (Nastavení naleznete v DataStudio SW pod tlačítkem SETUP) K měření můžete použít dodanou nerezovou nebo některou jinou dostupnou sondu, jako rychle reagující (PS-2135) nebo kožní/povrchovou (PS-2131). MultiMeasure senzor automaticky rozpoznává přítomnost teplotní sondy a spustí měření pouze je-li sonda zapojena. Měření začne po zapojení sondy a stisknutí tlačítka START. Vložte čidlo do tekutiny nebo jej přiložte k povrchu objektu. Přiložená sonda je určena pro měření teplot v rozsahu -35 °C až 135 °C. Sonda může být použita pro „mokrá“ i „suchá“ měření. Chemickou odolnost zvýšíte použitím teflonového krytu (CI-6549). Teplotní sonda může být kalibrována, i když to není pro většinu aplikací nezbytné. Podrobnosti jsou uvedeny v dodatku A.

Světlo Tato část MultiMeasure senzoru měří intenzitu světla. Čidlo je umístěno v černém vyčnívajícím válečku. Jeho pomocí je měřeno osvětlení v luxech. Namiřte senzor ke světelnému zdroji a spusťte měření. Světelný senzor má tři rozsahy, které je možné změnit stisknutím tlačítka na MultiMeasure senzoru. LED indikuje právě stisknutý rozsah. Pokud při měření zjistíte, že rozsah „přetéká“ přes horní mez rozsahu (100 lux nebo 10000 lux), zvolte vyšší rozsah. To můžete učinit, aniž byste měření přerušovali. Tip: Zářivková tělesa blikají na vysoké frekvenci (100 Hz nebo 120 Hz), což může „oklamat“ senzor při měření relativně nízkou vzorkovací frekvencí. Z tohoto důvodu doporučujeme používat MultiMeasure senzor pro měření intenzity světla z přírodních zdrojů nebo žárovkových svítidel. Pro měření vysokofrekvenčních zdrojů je určen světelný senzor PS-2106, s maximální snímací frekvencí 1000 Hz.

Zvuk

Zdroj

Část MultiMeasure senzoru měřící zvuk/hluk je přizpůsobena pro měření slyšitelného zvukového spektra. Úroveň je udávána v dBA. Proto je senzor využíván zejména pro ekologická měření. Tabulka (vpravo) ukazuje úrovně typické pro některá prostředí.

Napětí Napěťová část MultiMeasure senzoru měří elektrický potenciál mezi póly baterie či jiného elektrického zdroje nebo mezi dvěma body elektrického obvodu. Napěťová sonda má dva konektory: červený a černý. Senzor měří rozdíl potenciálu mezi červeným a černým konektorem. Rozsah je ±24V.

86

Indikace zvoleného rozsahu


Šustící listí Knihovna Běžný rozhovor Rušná kancelář Metro Rockový koncert

Úroveň (dBA) 20 40 60 80 100 120


Obecná chemie, senzor PS-2170

Technické specifikace: Jednotlivé senzory: Teplota, pH/ISE/ORP sonda, Napětí, absolutní tlak Max. vzorkovací frekvence: 100 Hz (pro každý jednotlivý senzor) Nastavená vzorkovací frekvence: 10 Hz Teplota Rozsah: -35 °C až +135 °C Přesnost: ± 0.5 °C Rozlišení: 0.01 °C Jednotky: °C, °F, K Snímač: 10 kΩ termistor umístěný ve špičce sondy pH/ISE/ORP sonda konektor: BNC Napěťový rozsah: -2000 mV až 2000 mV pH rozsah: 0 – 14 pH rozlišení: 0,001 Absolutní tlak Rozsah: 0 až 700 kPa Přesnost: 2 kPa Rozlišení: 0.1 kPa Opakovatelnost: 1 kPa Napětí Rozsah: ± 10 V Přesnost: ± 0.1 V Rozlišení: ± 0.04 V Napěťová ochrana: do 240 V, Vstupní impedance: 2 MΩ

87



Součást balení

Katalogové číslo

Chemistry MultiMeasure senzor Nerezová teplotní sonda Napěťová sonda pH elektroda Polyurethanová hadička 60 cm Rychloupínací spojky 4 ks Hadičkové spojky 4 ks Stříkačka

PS-2170 PS-2153 PS-2165 699-195 640-023 640-021 640-030 699-166

Požadované vybavení PASPORT rozhraní

1

Podrobnosti naleznete v katalogu nebo na www.pasco.com

Dostupné příslušenství Rychle reagující teplotní sonda Kožní / povrchová teplotní sonda 1

PS-2135 (3 kusy) PS-2131

PASPORT rozhraní zahrnuje například USB Link (PS-2100), Xplorer GLX (PS-2002), PowerLink (PS-2001)

Představení PS-2170 Chemistry MultiMeasure senzor kombinuje v jediné jednotce čtyři senzory: • Teplota • pH, ORP a iontově selektivní elektrody

Teplotní sonda

• Absolutní tlak • Napětí

Napěťová sonda

Po připojení k PASPORT rozhraní snímá MultiMeasure senzor data s frekvencí až 100 vzorků za sekundu. Máte možnost využít pouze jeden dílčí senzor nebo lze zaznamenávat zároveň hodnoty ze všech snímačů najednou. Pokud Vaše rozhraní umožňuje připojení více senzorů, můžete použít Chemistry MultiMeasure senzor v kombinaci s dalšími PASPORT senzory.

Senzor, rozhraní a nastavení software Připojte MultiMeasure senzor k Vašemu PASPORT rozhraní tak, jak je vyobrazeno (vpravo). Připojte teplotní a napěťovou sondu do konektorů umístěných na stranách senzoru. (Pokud nepředpokládáte jejich využití, mohou zůstat sondy nepřipojené.) Senzor nastavíte pomocí SW DataStudio (pokud používáte počítač) nebo přímo v Xplorer GLX (pokud používáte senzor bez přímého připojení k PC). Přesné instrukce jsou uvedeny níže.

88


PASPORT rozhraní Napětí


Nastavení pomocí DataStudio SW Pokud používáte počítač, připojte k němu PASPORT rozhraní a spusťte DataStudio (Detailní popis připojení k PC naleznete v manuálu k Vašemu PASPORT rozhraní.) Pro začátek měření stiskněte tlačítko START, pro ukončení pak tlačítko STOP. General Science MultiMeasure Senzor vždy snímá zvuk, světlo a napětí. Údaj o teplotě je měřen pouze, pokud je připojena teplotní sonda. Standardní vzorkovací frekvence je nastavena na 10 Hz. Pokud požadujete tuto hodnotu změnit nebo chcete skrýt hodnoty, které měřit nepotřebujete, můžete to učinit po stisku tlačítka SETUP. Podrobnější informace naleznete v on-line nápovědě k SW DataStudio.

Nastavení pomocí Xplorer GLX Pokud používáte Xplorer GLX v režimu bez připojení k počítači, postačí pro začátek snímání stisknout tlačítko . General Science MultiMeasure senzor vždy snímá zvuk, světlo a napětí. Údaj o teplotě je měřen pouze, pokud je připojena teplotní sonda. Standardní vzorkovací frekvence je nastavena na 10 Hz. Pokud požadujete tuto hodnotu změnit nebo chcete skrýt hodnoty, které měřit nepotřebujete, otevřete obrazovku SENSORS (dostupná z obrazovky HOME, stiskněte ). Další informace naleznete v manuálu k Xplorer GLX.

Teplota Tuto část MultiMeasure senzoru můžete využít k měření teploty kapaliny nebo objektu. Hodnota může být zobrazena v °C, °F nebo v K. (Nastavení naleznete v DataStudio SW pod tlačítkem SETUP) K měření můžete použít dodanou nerezovou nebo některou jinou dostupnou sondu, jako rychle reagující (PS-2135) nebo kožní/povrchovou (PS-2131). MultiMeasure senzor automaticky rozpoznává přítomnost teplotní sondy a spustí měření pouze je-li sonda zapojena. Měření začne po zapojení sondy a stisknutí tlačítka START. Vložte čidlo do tekutiny nebo jej přiložte k povrchu objektu. Přiložená sonda je určena pro měření teplot v rozsahu -35 °C až 135 °C. Sonda může být použita pro „mokrá“ i „suchá“ měření. Chemickou odolnost zvýšíte použitím teflonového krytu (CI-6549). Teplotní sonda může být kalibrována, i když to není pro většinu aplikací nezbytné. Podrobnosti jsou uvedeny v dodatku A.

pH/ISE/ORP Na BNC konektor na senzoru lze připojit pH čidlo nebo ISE či ORP elektrody. Senzor odečítá napětí, které je na těchto čidlech generováno. Na počítači zvolíme zobrazení ISE Voltage, které nám vygenerované napětí umožní sledovat. Toto platí pro všechny typy uvedených čidel. pH čidlo má navíc ještě tu výhodu, že v DataStudiu umožňuje odezírat přímo hodnotu pH. (Hodnota pH je sice také odvozována od napětí na elektrodě, avšak v případě pH můžeme sledovat veličinu již převedenou.) Měření pH: Sejměte kryt z elektrody tak, abyste nevylili ochranný roztok. Omyjte elektrodu destilovanou vodou. Pokud vidíte bublinky v elektrodě, jemně je sklepejte pohybem, jakým sklepáváte rtuť v teploměru. Zapněte sběr dat a umístěte elektrodu do měřeného roztoku. Počkejte, až se hodnota pH ustálí. Před tím, než elektrodu strčíte do jiného roztoku, ji opět opláchněte. Kalibrace: Použijte dvoubodovou kalibrační metodu. Připravte si na ni dva pufry o známé hodnotě pH. Postupujte dle návodu v příloze (Apendix A), návodu kalibrace v manuálu k DataStudiu či podle návodu kalibrace v manuálu Xploreru GLX (Všechny jsou ke stažení na webu www.pasco.cz).

89


Návod k obsluze - senzory Uskladnění a údržba pH elektrody: V případě znečištění elektrody použijte některý z následujících postupů (po každém z nich uložte elektrodu alespoň na 30 min do pH 7 pufru):  všeobecné znečištění: namočte elektrodu do 0,1 molárního roztoku HCl na 15 min,  proteinové znečištění: namočte elektrodu do 1 % roztoku pepsinu a 0,1 molární HCl,  anorganické nánosy: opláchněte elektrodu v 0,1 molární kyselině ethylendiamintetraoctové (EDTA),  mastnota: opláchněte elektrodu v jemném saponátu,  neznámá nečistota: namáčejte elektrodu střídavě ve 12 molární NaOH a 1 molární HCl. V každém roztoku sondu ponechte 1 minutu. Mezi změnou vždy elektrodu důkladně opláchněte v destilované vodě. Proces ukončete v HCl,  pokud uvedené postupy nevedou ke zlepšení měření sondy, vyměňte ji. Uskladnění: Elektrodu (její konec) vždy uskladňujte v lahvičce s ochranným roztokem (nikdy ne v destilované vodě). Složení:  pro krátkodobé uskladnění (do 1 týdne) – pH 4 pufr,  dlouhodobě – roztok pH 4 pufru a KCl (1g na 100 ml).

Tlak Část MultiMeasure senzoru měří absolutní tlak plynů v rozsahu 0 – 700 kPa. Tlak může být zobrazován v jednotkách kPa, N/m2, libry na čtvereční metr (p.s.is), atmosféra (atm), torr. V DataStudiu stiskněte Setup a zde lze jednotky měnit. Pokud není na senzor noc připojeno, měří atmosferický tlak. Pro připojení senzoru tlaku k aparatuře využijte přiložených spojek a trubiček, pokud měříte tlak kapalin, zajistěte, aby se tlak přenášel pouze přes vzduchovou bublinu mezi kapalinou a čidlem senzoru. Nikdy nedovolte, aby senzor přišel do styku s kapalinou. Pokud by do čidla vnikla voda či jiná tekutina, došlo by k jeho poškození.

Napětí Napěťová část MultiMeasure senzoru měří elektrický potenciál mezi póly baterie či jiného elektrického zdroje nebo mezi dvěma body elektrického obvodu. Napěťová sonda má dva konektory: červený a černý. Senzor měří rozdíl potenciálu mezi červeným a černým konektorem. Rozsah je ±10V.

90



Senzor počasí s větroměrem PS – 2174

Anemometr

Technické specifikace: Barometrický tlak: Rozsah senzoru: 4,4 - 34 in Hg (palců rtuťového sloupce = 148,98 hPa – 1151,24 hPa) Teplotní snímač Přesnost: ±0,03 in Hg (± 101,6 Pa) Rozlišení: 0,001 in Hg (3,4 Pa)

Snímač vlhkosti

Nadmořská výška: Rozsah senzoru: 0 – 7000m (Při atmosférickém tlaku 1013,25 hPa) Přesnost: ± 5% Rozlišení: 0,3 m Vlhkost: Rozsah senzoru: 0 – 100 % (RH – relativní vlhkost), 0 – 50 g/m3 (AH – absolutní vlhkost) Přesnost: v rozsahu ± 2 % (RH), 10 % načtené hodnoty (AH) Rozlišení: do 1 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Opakovatelnost: do 0,5 % (RH), do 0,1 g/m3 (AH) Teplota: Rozsah senzoru: -20 °C až 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 0,5 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Rosný bod: (RB je teplota, při které kondenzuje vodní pára obsažená ve vzduchu za konstantního tlaku – jeho hodnoty jsou dány teplotními podmínkami a relativní vlhkostí) Rozsah senzoru: -50 °C – 55 °C Přesnost: v rozsahu ± 2 °C Rozlišení: do 0,1 °C Opakovatelnost: do 0,1 °C Rychlost větru: Rozsah senzoru: 0,5 až 29 m/s Přesnost: ± 3% při 0,2 m/s Rozlišení: 0,1 m/s

91



Max. vzorkovací frekvence pro všechny veličiny: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz Senzor počasí: Senzor počasí PS – 2174 měří barometrický tlak (v jednotkách in Hg, hPa, mBar), absolutní vlhkost (g/m3 - AH), teplotu vzduchu (°C, °F, K) a rychlost větru. Z těchto parametrů senzor dopočítává relativní výšku, relativní vlhkost a rosný bod. Senzor zaznamenává maximální rychlost větru v rámci měřeného intervalu daného vzorkovací frekvencí. Pro tuto funkci však musí být napájen po celou dobu, tato funkce není dostupná v případě, že v období mezi měřeními (mezi vzorky) upadá senzor (Xplorer) do úsporného režimu spánku. Senzor je navržen ke studijním účelům. Další potřebné vybavení: PASPORTTM USB interface (např. USB link PS-2100 nebo PS – 2000 či PS – 2002 Xplorer), EZscreen či DataStudio software (verze 1.7 či vyšší). Nastavení: 1. Větroměr má na sobě závit na připevnění na stojan (stativ). 2. Připojte USB LINK k USB portu počítače. 3. Připojte senzor do USB linku. 4. Jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno PASPORTAL. Zvolte DataStudio či EZscreen…

směr větru směr větru

závit pro stativ

92



Aktivity se senzorem: Pro dosažení nejlepších výsledků nevystavujte senzor přímému slunečnímu záření. Pokud necháte během měření senzor venku, umístěte jej do výšky alespoň 1m a ujistěte se, že je mimo dosah vody a zůstane v suchu. Pokud se senzorem měříte v uzavřeném prostředí (např. teráriu) je dobré zajistit, aby vzduch proudil skrze senzor (např. umístěním fénu do terária). UPOZORNĚNÍ: Nevkládejte senzor do vody či jiných kapalin, nechcete-li jej zničit! Senzor je navržen pouze pro měření v plynech, jako je např. vzduch. Nevystavujte senzor přímému vlivu slunečních paprsků, senzor v takovém případě nemusí měřit správně. Další možné experimenty:  Sledování meteorologických údajů a jejich vliv na skutečné počasí (dlouhodobá studie). Monitorujte tlak, teplotu a vlhkost v různých denních dobách, na různých místech, sledujte podmínky venku, ve třídě, v ložnici, v koupelně, ve skleníku...  Zkoumání změn v ovzduší ovlivňující pokusy s elektrostatickými výboji. Pozn.: Většina běžných meteorologických stanic neuvádí jejich aktuální měřenou hodnotu barometrického tlaku, ale tzv. tlak přepočtený na hladinu moře. Tento údaj vypočítáme náledovně: [Barometric Pressure (mbar)]+1013*(1-exp(-h/7000)), kde h je nadmořská výška, ve které je senzor umístěn. Vzorec uvedený výše je možné přímo v tomto tvaru zapsat jako funkci do nástroje Calculator v programu DataStudio.

93



GPS senzor – 2175 Technické specifikace: Zeměpisná šířka: rozsah: ± 90. 000000°, rozlišení: 0. 000001° (cca 2 m) Zeměpisná délka: rozsah: ± 180. 000000°, rozlišení: 0. 000001° (cca 2 m) Nadmořská výška: rozsah: 0 – 18000 m , rozlišení: 2 m Horizontální rychlost: rozsah: 0 – 515 m/s, rozlišení: 0,01 m/s Kurz: rozsah: 0 – 360° (sever: 0°, východ: 90°, jih: 180°, západ: 270°), rozlišení: 0,01° (Kurz se zobrazuje při pohybu senzoru.) Počet satelitů: 0 – 20 Relativní zeměpisná šířka (posun): rozsah: ± 10000 m, rozlišení: cca 0,2 m Relativní zeměpisná délka (posun): rozsah: ± 10000 m, rozlišení: cca 0,2 m Senzor je dodáván spolu s prodlužovacím kabelem PS-2500. Senzor pro práci v Xploreru GLX vyžaduje firmware 1.40 či vyšší. Popis: GPS senzor vyhodnocuje signál v rámci družicového Global Positioning Systemu. Na základě toho určuje zeměpisnou šířku, délku, nadmořskou výšku, rychlost, směr a vzdálenost pohybu. Využití nalezne zejm. v environmentálních terénních měřeních. Senzor lze připojit na libovolný PASPORT interface, nejlépe však na Xplorer GLX či SPARK. Exportovaná data lze zpracovávat např. v programech GoogleEarth či My Wold GIS. Princip: Global Positioning System se skládá z více jak 24 satelitů, které obíhají Zemi ve výšce cca 20 000 km. Senzor přijímá signál z těchto satelitů, na určení polohy potřebuje informace alespoň od tří z nich. Při zapojení senzoru vyčkejte 0,5 – 2 minuty, dokud informace od těchto satelitů neobdrží. (Nejlépe senzor funguje za jasného počasí.)

94



Funkce:

k obloze

Během práce se senzorem dbejte na to, aby jeho vrchní strana vždy směřovala směrem k nebi tak, aby bylo možné zachytit signál z družic GPS. Po dobu vyhledávání signálu bliká na senzoru červená LED dioda SEARCH. Přístroj ničím nepřikrývejte ani necloňte. Pokud jej zapojíte do Xploreru GLX, nedávejte jej do vstupu 3 a 4 (byl by anténou k zemi). Svítí-li na senzoru zelená LED - DATA, znamená to, že můžete začít měřit. Pokud senzor během měření ztratí kontakt s alespoň třemi družicemi, začnou blikat obě dvě LED diody. V Xploreru můžete dále k měření přiřazovat polohu GPS, pokud se Vaše reálná poloha nezměnila. Přístroj si totiž „pamatuje“ poslední zaznamenanou polohu a tu lže využít i v případě ztráty signálu. Příklad využití – environmentální měření Export naměřených hodnot do jiného programu Některá naměřená data mohou být zpracovávána i v jiném programu, nežli v Xploreru či DataStudiu. Uvedeme příklad zpracování dat z měření GPS senzorem PS – 2175 a teplotním čidlem. Takováto naměřená data mohou být zpracována např. v programu Google Earth. Exportované soubory se uloží na Flash disk, který musí být vložen do Xploreru (do vstupu na pravém boku přístroje). 1.

Vložte USB Flash disk do vstupu Xploreru GLX.

2.

V Menu DataFiles se ujistíme, že máme otevřen soubor s naměřenými daty (GPS souřadnicemi a

hodnotami teploty v každém konkrétním místě). 3.

V nabídce Home screen

zvolte pole F2 – Table.

4.

Stiskněte F4 – Tables. Zde zvolte Export All Data.

5.

V políčku Export File Format zvolte KML.

6.

Pokud chcete, můžete v políčku Export File Name změnit jméno exportovaného souboru.

7.

Stiskněte F3 – ADD Data pro přidání naměřených dat mezi ty, jež budou exportovány. (Pokud

chcete exportovat všechna data, stiskněte F4 – Add All. 8.

Stiskněte F1 – OK pro zahájení exportu. Exportovaný soubor bude uložen na Flash disku.

Exportovaný soubor.kml je nyní uložen na Flash disku. Pokud tento soubor otevřete v programu Google Earth, zobrazí se Vám na mapě automaticky trasa složená ze všech uložených (exportovaných) bodů. Ke každému bodu je přiložen textový soubor, ve kterém jsou vypsána naměřená data, která jste na této souřadnici zjistili.

95



Kvalita vody, kolorimetr PS–2179 Technické specifikace: Rozsah senzoru: 0 – 100% transmitance Přesnost: ± 0,5 % transmitance Rozlišení: 0, 1 % transmitance Operační rozsah: 5 – 40 °C (Teplotní rozsah se vztahuje jak na teplotu zjišťovaného vzorku, tak i na teplotu okolí. Pokud se teplota okolí změní o více jak 10 °C, pak znovu kalibrujte senzor.) Max. vzorkovací frekvence: 5 Hz Nastavená vzorkovací frekvence: 1 Hz Vlnové délky: 660 nm (červená), 610nm (oranžová), 565 nm (zelená), 468 nm (modrá) Pro chemickou analýzu je třeba senzor doplnit ampulkami „ezSample Snap Vial Test Kit“. Tyto ampulky je třeba objednat zvláště, neboť jejich nabídka je velice široká (a závisí na typu prvků, jejichž koncentraci chcete ve vodě sledovat.) Pro úplnou nabídku tohoto příslušenství nahlédněte na webové stránky www.pasco.com. Každý typ ezSample Snap Vial Test Kitu má své vlastní parametry a technické specifikace. Informujte se o nich z jejich příbalového letáku. Podrobný popis metodiky práce s tímto zařízením a mnoho inspirativních postupů měření kvality vody naleznete v publikaci Water Quality Field Guide (zatím pouze anglicky), kterou lze objednat pod číslem PS-2829. Popis: Senzor je navržen pro spektrofotometrickou analýzu vody. K analýze se využívá souprava ampulek ezSample Snap Vials. V těchto ampulkách jsou zataveny chemické sloučeniny, které reagují se zkoumanou vodou. Výsledkem reakcí je zabarvení zkoumaného vzorku vody. To je poté analyzováno spektrofotometricky - pomocí kolorimetru zjišťujeme transmitanci či absorbanci různých vlnových délek světla. Využitím Beerova zákona pak určujeme koncentraci iontů různých chemických prvků. Měření: Dbejte na to, aby byl spektrofotometr během měření vždy ve vodorovné poloze. Následující popis měření platí pro práci s GLX Xplorerem. 1. Zpojte senzor do GLX.

96

2. Stiskněte

- podsvítí se políčko názvem senzoru, ok kterého sbíráte data.

3. Stiskněte

ještě jednou – rozvine se následující menu:



4. Zvolte v menu položku, které odpovídá Vašemu měření. 5. Proveďte kalibraci. (Viz níže). 6. Řiďte se instrukcemi, které jsou u ezSample Snap Vial kit na smíšení vody, kterou měříte, a sloučeniny z kitu. 7. Uchopte ampulku za špičku, očistěte ji, aby na ní nebyly žádné nečistoty tak, abyste ji nepoškrábali. 8. Vložte ampulku do kolorimetru a zakryjte ji víčkem. 9. GLX automaticky sleduje aktuální hodnoty měření, pro jejich nahrávání stiskněte . Princip práce v prostředí DataStudia je totožný: 1. Zapojte Kolorimetr do PASPRT interface, jakmile jej DataStudio rozpozná, program se sám spustí. 2. Proveďte kalibraci. 3. Řiďte se instrukcemi, které jsou u ezSample Snap Vial kit na smíšení vody, kterou analyzujete, a sloučeniny z kitu. 4. Uchopte ampulku za špičku, očistěte ji, aby na ní nebyly žádné nečistoty tak, abyste ji nepoškrábali. 5. Vložte ampulku do kolorimetru a zakryjte ji víčkem. 6. Klikněte na Start pro započetí sběru dat. (Nebo otevřete Experiment menu a vyberte Monitor na zobrazení hodnot z přístroje bez jejich nahrávání.) DataStudio může zobrazovat všechna dostupná měření (tj. měření ze všech vlnových délek. Aby se Vám hodnoty zbytečně nepletli, zvolte v menu Setup jen ta měření, která jsou relevantní pro testovací kit, který právě využíváte. Kalibrace Pro kalibraci potřebujete kalibrační ampulku, která je součástí ezSample Snap Vial kitu. 1. Uchopte kalibrační ampulku za špičku a očistěte ji. 2. Vsuňte ji do kolorimetru a přikryjte víčkem.

97



3. Stiskněte zelené tlačítko na senzoru. Zelené světélko na tlačítku indikuje kalibrační proces. Počkejte, dokud nezhasne. 4. Vyjměte kalibrační ampulku. Pokud na tlačítku bliká červené světélko, ujistěte se, že je ampulka správně zakryta a kalibraci zopakujte. Během kalibrace se senzorem nelze měřit. Počkejte, až zhasne zelené světélko. Po kalibraci by měl kolorimetr ukazovat hodnotu blízkou nule (v mezích přesnosti daného test kitu). Pro dosažení nejlepších výsledků  vždy udržujte senzor v horizontální poloze,  měřte v rozsahu teplot 5 – 40 °C (na studené ampuli může kondenzovat voda a ta zkresluje výsledky měření),  ujistěte se o čistotě ampule,  neměřte vodu zakalenou,  chraňte kolorimetr před přímým slunečním svitem.

98



Dodatek A: Kalibrace teplotní sondy v DataStudio SW (stejného principu dvoubodové kalibrace využíváme např. při kalibrování pH čidla – Standard Value v tomto případě mají hodnoty pH 4 a pH 7)

Spusťte DataStudio, stiskněte tlačítko SETUP. V okně „Experiment Setup“ stiskněte tlačítko CALIBRATE, otevře se dialogové okno. Pro dvoubodovou kalibraci budete potřebovat dva „standardy“ nebo kapaliny o známé teplotě, jako jsou zmrzlá nebo vařící voda. 1.

V položce „Sensor, Measurement, Unit“ zvolte General Science.

2.

Ujistěte se, že není zvoleno “Calibrate all similar measurements simultaneously”.

3.

V menu „Calibration Type“ vyberte 2 Point (Adjust Slope and Offset), pokud již není tato volba aktivní.

4.

Vložte sondu do prvního známého standardu.

5.

Zapište známou teplotu do políčka Standard Value (Point 1).

6.

Pozorujte průběh měření a vyčkejte, až se hodnota ustálí.

7.

Stiskněte tlačítko Read From Sensor pro Point 1.

8.

Vložte sondu do druhého známého standardu.

9.

Zapište známou teplotu do políčka Standard Value (Point 2).

10. Pozorujte průběh měření a vyčkejte, až se hodnota ustálí. 11. Stiskněte tlačítko Read From Sensor pro Point 2. 12. Stiskem OK kalibraci dokončíte.

Podpora: Web: www.pasco.com, www.pasco.cz Email: [email protected]

99


Návod k obsluze PASCO senzorů řady PASPORT

Recommend Documents