[发明专利]托盘天平及托盘天平教学数据采集系统

说明书

本发明公开了一种托盘天平，包括底座、横梁支架、横梁、左托盘和右托盘，在横梁上设置有游码，还包括重量采集单元；游码采集单元；信号传输单元，信号传输单元具有单片机和无线发射模块；其中，重量采集单元用于采集左、右托盘上物体的重量信息并发送至信号传输单元，游码采集单元用于采集游码的位置信息，信号传输单元包括单片机，单片机接收重量采集单元和游码采集单元的数据信号，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。本发明优点在于通过采集系统，能够实时采集记录实验教学中学生对托盘天平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，尤其是涉及一种托盘天平，本发明还涉及一种托盘天平教学数据采集系统。

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。

托盘天平是中学物理、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托盘天平，本发明还提供一种托盘天平教学数据采集系统。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的托盘天平，包括底座、横梁支架、横梁和设置在所述横梁两端的左托盘和右托盘，在所述横梁上设置有游码，还包括采集系统，所述采集系统包括：

重量采集单元；

游码采集单元；

信号传输单元，所述信号传输单元具有单片机和无线发射模块；

供电单元，所述供电单元与采集系统电性连接，用于为采集系统的工作供电；

其中，所述重量采集单元用于采集所述左托盘和右托盘上物体的重量信息并发送至信号传输单元，所述游码采集单元用于采集所述游码的位置信息并发送至信号传输单元，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重量采集单元和游码采集单元的数据信号，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，本装置还包括：

调平采集单元；

所述调平采集单元用于采集天平的调平状态信息并发送至所述信号传输单元，所述调平采集单元为至少一个角度传感器，所述角度传感器设置在所述横梁端部。

优选的，所述重量采集单元为压力传感器，所述压力传感器设置在所述底座和横梁之间。

优选的，所述压力传感器为薄膜压力传感器。

优选的，所述游码采集单元为微距激光测距仪，所述微距激光测距仪设置在所述横梁一端。

一种托盘天平教学数据采集系统，包括：

数据分析单元，所述数据分析单元包括上位机、无线接收模块和储存模块；

数据采集单元，所述数据采集单元包括多个所述托盘天平；