[发明专利]弹簧测力计及弹簧测力计教学数据采集系统

说明书

本发明公开了一种弹簧测力计及弹簧测力计教学数据采集系统，弹簧测力计包括由壳体、刻度盘、指针、弹簧、挂钩构成的测力计本体，还包括：采集部，采集部用于采集所述测力计本体的测量力数据，并将数据信息发送至上位机；供电单元，供电单元与采集部电性连接，用于为采集部的工作供电。采集部包括采集单元和信号传输单元；其中，采集单元用于采集所述测力计本体的测量力数据，并将数据信息传输至所述信号传输单元，信号传输单元用于将数据发送至上位机。本发明优点在于通过采集部，能够实时采集记录实验教学中学生对弹簧测力计的使用状态和学生的实验动作，并对采集的数据进行后期分析，对每个学生的实验操作过程进行考评。

技术领域

本发明涉及教学仪器，尤其是涉及一种弹簧测力计，本发明还涉及一种弹簧测力计教学数据采集系统。

背景技术

物理、化学、生物是以实验为基础的课程,实验教学对学生理解能力、理论掌握能力以及实验能力的培养有着重要的意义。物理、化学、生物实验教学的目标包括认知和操作两个领域,在认知领域方面的教学问题研究较多,而实验操作技能领域方面的研究比较少。实验教学考查的目标就是对操作技能和教学结果进行检查,发现问题,不断改进,达到进一步提高教学质量的目的。

弹簧测力计是中学物理、化学，小学科学实验中常用的实验仪器，当采用传统教学实验仪器进行实验教学时，由于学生多，教师少，教师只能通过观察个别学生的操作过程和结果来判断学生实验操作动作、过程的掌握情况，不能够实现对单个学生的整个实验操作过程进行完整的观察、指导和判断，更不能对所有学生的学习情况做出准确的评判。学生是否能够掌握操作技能、理解学科知识并进行实践应用，是需要对整个实验操作过程的步骤是否科学，动作是否规范进行标准化考评，结合正确的实验结果，才能做出准确的判断。

发明内容

本发明目的在于提供一种弹簧测力计，本发明还提供一种弹簧测力计教学数据采集系统。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的弹簧测力计，包括由壳体、刻度盘、指针、弹簧、挂钩构成的测力计本体，还包括：

采集部，所述采集部用于采集所述测力计本体的测量力数据，并将数据信息发送至上位机；

供电单元，所述供电单元与采集部电性连接，用于为采集部的工作供电。

所述采集部包括采集单元和信号传输单元；

其中，所述采集单元用于采集所述测力计本体的测量力数据，并将数据信息传输至所述信号传输单元，信号传输单元用于将数据发送至上位机。

优选的，所述采集单元为拉力传感器，所述信号传输单元包括单片机，所述单片机的模拟信号输入接口，用于通过模拟信号放大处理单元接收所述拉力传感器的拉力数据信号；单片机的数据通信接口连接有无线发射模块，用于将数据信号发送给上位机。

优选的，所述采集部为无线力传感器，所述无线力传感器置于所述弹簧和壳体之间或置于所述挂钩和弹簧之间，用于测量弹簧的拉力大小；所述无线力传感器内置计时器和无线信号发射器，当所述计时器感知拉力值无变化的时间与预设时间一致时，所述无线信号发射器无线发射测量力大小数值信号至上位机。

优选的，所述采集单元为摄像头，用于采集所述指针的位置。

优选的，所述采集单元为设置在所述指针上的红外发射装置、激光测距装置或光栅尺。

优选的，还包括倾角传感器或垂直霍尔传感器，所述倾角传感器或垂直霍尔传感器采集测力计本体的倾角数据，并将数据信息发送至所述信号传输单元。

优选的，所述供电单元为电池或外接电源。

一种弹簧测力计教学数据采集系统，包括：

数据分析单元，所述数据分析单元包括上位机、接收模块和储存模块；