直接®Photogate用户手册
订单代码:GDX-VPG
直接拍照门用于通过栅极的物体的速度、加速度和定时测量。当红外光束通过大门时,该物体会阻挡红外光束。运动数据可以从光束阻塞的时间来确定。
这种通用照相门可用于物理和物理科学类的各种实验。例子包括
- 测量滚动物体的速度
- 测量自由落体加速度
- 测量小车在斜坡上的加速度
- 研究钟摆的摆动
- 定时旋转物体的周期
- 测量碰撞物体的速度
直接拍照门是一种双门传感器,包括两个内置在传感器臂上的光门。这种配置允许精确的速度测量,而不需要知道物体的几何形状。当需要时,内部门也可以单独使用,作为传统的单门照相门。直接拍照门还包括一个单独的激光门,用于通过传感器臂外的物体。使用激光门需要一个可见光笔激光器(不包括在内)。
直接拍照门可以单独使用还是与其他产品配合使用直接拍照门s.可选的附件电缆(订单代码:VPG-CB-GDX)允许您连接两个雏菊链直接拍照门S一起增加两个门之间测量的定时精度。
注意:游标产品是专为教Manbetxapp手机育用途。我们的产Manbetxapp手机品不设计也不推荐用于任何工业、医疗或商业过程,如生命支持、患者诊断、制造过程控制或任何类型的工业测试。
包括什么
- 直接拍照门
- 辅助杆
- 微型USB数据线
兼容的软件
选择下面的平台,查看其兼容性要求。
LabQuest
接口 | LabQuest应用 |
---|---|
LabQuest 3 | 全力支持 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持1 |
LabQuest(停止) | 不兼容的 |
兼容性的笔记
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要一个Go Direct蓝牙适配器当与一些较老的LabQuest 2模型.
电脑
软件 | |
---|---|
接口 | 计算机图形分析应用程序 |
不需要接口 | 全力支持1 |
LabQuest 3 | 全力支持2 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持23. |
兼容性的笔记
- 对蓝牙®连接,仅支持运行Windows 10或Mac OS X 10.10或更新版本的计算机。电脑还必须有兼容的蓝牙4.0+收音机。
- 通过USB或无线蓝牙将该传感器直接连接到计算机或Chromebook®连接最好的结果。或者,当LabQuest连接到计算机或Chromebook时,该传感器与LabQuest 2或LabQuest 3一起使用时完全支持无线数据共享.
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要一个Go Direct蓝牙适配器当与一些较老的LabQuest 2模型.
Chromebook
软件 | |
---|---|
接口 | Chrome图形分析应用程序 |
不需要接口 | 全力支持 |
LabQuest 3 | 全力支持1 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持12 |
兼容性的笔记
- 通过USB或无线蓝牙将该传感器直接连接到计算机或Chromebook®连接最好的结果。或者,当LabQuest连接到计算机或Chromebook时,该传感器与LabQuest 2或LabQuest 3一起使用时完全支持无线数据共享.
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要一个Go Direct蓝牙适配器当与一些较老的LabQuest 2模型.
iOS
软件 | ||
---|---|---|
接口 | 图形分析应用程序的iOS | 图形分析GW的iOS |
不需要接口 | 全力支持 | 不兼容的 |
LabQuest 3 | 全力支持12 | 全力支持1 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持123. | 全力支持13. |
兼容性的笔记
- iOS和Android™设备只能通过LabQuest 2或LabQuest 3连接无线数据共享.
- 通过无线蓝牙将此传感器直接连接到受支持的移动设备®连接最好的结果。
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要一个Go Direct蓝牙适配器当与一些较老的LabQuest 2模型.
安卓
软件 | ||
---|---|---|
接口 | Android图形分析应用程序 | 图形分析GW for Android |
不需要接口 | 全力支持 | 不兼容的 |
LabQuest 3 | 全力支持12 | 全力支持1 |
LabQuest 2(停止) | 全力支持123. | 全力支持13. |
兼容性的笔记
- iOS和Android™设备只能通过LabQuest 2或LabQuest 3连接无线数据共享.
- 通过无线蓝牙将此传感器直接连接到受支持的移动设备®连接最好的结果。
- 该传感器与LabQuest 2的无线连接需要一个Go Direct蓝牙适配器当与一些较老的LabQuest 2模型.
Python
软件 | |
---|---|
接口 | Python |
不需要接口 | 全力支持 |
Javascript
软件 | |
---|---|
接口 | Javascript |
不需要接口 | 全力支持1 |
兼容性的笔记
- 无线蓝牙®可以在任何运行WebBluetooth支持的浏览器的平台上使用Go Direct传感器进行连接。然而,只有少数操作系统进行了测试,而且测试是有限的。
虚拟仪器
软件 | |
---|---|
接口 | 倪虚拟仪器 |
开始
有关特定平台的连接信息,请参阅以下链接:
www.cqlameng.com/start/gdx-vpg
蓝牙连接 |
USB连接 |
|
注意:这个传感器不与原来的LabQuest一起工作。它与LabQuest 2或LabQuest 3一起工作。 |
传感器充电
将所附的Micro USB电缆连接到直接拍照门然后在任意USB设备上使用两个小时。
你也可以充8个直接拍照门使用我们的Go直接充电站,单独出售(订单代码:GDX-CRG)。每个都有一个LED直接拍照门显示充电状态。
充电 | 传感器充电时,电池图标旁边的LED指示灯为橙色。 |
完全充电 | 当传感器充满电时,电池图标旁边的LED指示灯为绿色。 |
传感器供电
打开传感器 | 按一次电源按钮。开机时,蓝牙图标旁边的LED指示灯红色闪烁。 |
让传感器进入睡眠模式 | 长按电源按钮3秒以上进入休眠状态。睡觉时LED指示灯熄灭。 |
连接传感器
有关最新的连接信息,请参阅以下链接:
www.cqlameng.com/start/gdx-vpg
通过蓝牙无线技术连接
准备连接 | 当传感器处于唤醒状态并准备连接到软件时,蓝牙图标旁边的LED指示灯会闪烁红色。 |
连接 | 当传感器通过蓝牙连接到软件时,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁绿色。 |
通过USB连接
连接充电 | 当传感器通过USB连接软件并充电时,电池图标旁边的LED指示灯为纯橙色,蓝牙指示灯旁边的LED指示灯熄灭。 |
连接,充满电 | 当传感器通过USB连接软件并充满电时,电池图标旁边的LED指示灯为绿色实色,蓝牙图标旁边的LED指示灯熄灭。 |
通过USB充电, 通过蓝牙连接 |
电池图标旁边的LED指示灯为纯橙色,蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁绿色,当传感器通过蓝牙连接到软件,设备正在充电。 |
识别传感器
使用“识别”功能使所连接传感器上蓝牙图标旁边的LED指示灯闪烁。在图形分析中,Identify是从传感器信息中访问的。在LabQuest App中,通过点击传感器仪表,然后点击Go Direct来访问Identify。
使用产品
- 电源按钮
- 充电LED指示灯
- 蓝牙LED指示灯
- 激光门LED指示灯
- 激光门光电二极管
- 1号门LED指示灯
- 传感器ID编号
- 2号门LED指示灯
- 门1光电二极管
- 2门光电二极管
- 条形带导轨
- 雏菊链配件端口
- 微型usb端口
- 门2红外发射二极管
- 门1红外发射二极管
- 1/4-20安装螺母
- 电池门
- 滑轮支架附着点
- 超滑轮附着点
传感器通道
按照本用户手册“入门”部分的步骤连接传感器。直接拍照门具有多个传感器通道,为测量物体的运动提供各种数据选项。传感器通道包括
- 物体的速度
- 对象加速(多个标志)
- 门1 -门状态
- 2号门-门的状态
- 激光门-门的状态
- 远程门-物体速度
- 远程门-物体加速
- 门1/远程门-定时
- 激光门/远程门-定时
基于对象的传感器通道
基于物体的传感器通道是Go Direct Photogate所独有的。这些传感器通道利用双栅极设计来测量速度和加速度。基于对象的通道测量不依赖于对象的几何形状或其通过栅极的运动方向。
物体的速度
该通道是Go Direct Photogate的默认传感器通道。该通道报告物体通过Go Direct Photogate手臂时的速度。这类似于在脉冲计时模式下使用一对传统的照相门。
速度是通过找到与两个内部门的连续阻塞相关的时间间隔来计算的。这个时间间隔称为脉冲时间。内部栅极之间的距离(2.0厘米)和脉冲时间的比值被报告为物体速度的大小。如果一个物体先挡住了1号门,然后又挡住了2号门,那么它的速度就会是正的。一个物体首先阻塞2号门,然后阻塞1号门,将报告负速度。速度测量可以以m/s(默认)、cm/s或ft/s为单位显示。
对象速度的默认数据收集模式是基于时间的。在收集数据时,速度及其相关的时间值被记录下来。报告的时间值,称为速度中间时间,由脉冲时间计算所用时间的平均值确定。你可以在同一个数据集中进行多个速度测量;但是,为了收集所需的数据,可能需要调整实验持续时间。
带有多个标志的物体,如尖桩栅栏,将在物体通过大门时报告每个标志的速度测量结果。在随后的旗帜进入大门之前,没有必要让一个旗帜完全通过两个大门,例如使用游标车尖桩围栏时发生的情况。在报告多标记对象的速度时,使用两个内部门的相应阻塞事件。
对于具有多个标志的物体,可以使用多个速度测量值的平均值来表示物体的平均速度。最佳拟合线通过速度的斜率vs。时间数据可以用来计算物体通过栅极时的平均加速度。
对象加速(多个标志)
该传感器通道报告具有两个或多个标志的物体的加速度,这些标志在通过光门时破坏了内部光门光束。这类似于使用一对传统的光门在门和脉冲定时模式。
加速度的计算使用速度和速度中间时间值为每个标志计算,如物体速度部分所述。连续旗子速度测量值的差值与它们相关速度中间值的差值之比被报告为物体的加速度。加速度值可以以m/s为单位显示2(默认),cm / s2,或ft/s2.
对象加速的默认数据收集模式是基于时间的。在收集数据时,会记录加速度及其相关的时间值。报告的时间值,称为加速度中间值,由用于计算加速度值的速度中间值的平均值确定。你可以在同一个数据集中进行多个加速度测量;但是,为了收集所需的数据,可能需要调整实验持续时间。
带有两个以上标志的物体,如尖桩栅栏,将在物体通过大门时报告每对连续标志的加速度测量结果。在随后的旗帜进入大门之前,没有必要让一个旗帜完全通过两个大门,例如使用游标车尖桩围栏时发生的情况。当计算多标记物体的加速度时,使用两个内部门的相应连续标记速度测量。
对于具有两个以上标志的物体,可以使用多个加速度测量值的平均值来表示物体的平均加速度。
使用基于对象的传感器通道的技巧
- 为了确保你得到准确的速度和加速度测量,你的物体应该从光门的臂外开始,完全通过光门,而不是在通过光门的中途反转运动方向。如果不这样做,所报告的数据可能不能准确地反映物体的运动。
- 我们不建议将这些传感器通道与滑轮、轮子或条形胶带一起使用,因为这些物体不能完全在闸门外启动。
- 速度测量仅在第一个门被阻塞的一秒内第二个门被阻塞时显示。
- 加速度测量要求物体在通过光门时,有两个或两个以上的“旗子”打断内部光门光束。
- 对于每个旗帜,只有当第二个门在第一个门的一秒内被阻塞,当第二个旗子在第一个旗子解除第二个门的一秒内阻塞第一个门时,加速度才会显示。
- 基于物体的传感器通道的传感器仪表将在物体通过Go Direct Photogate时更新;但是,除非您正在积极地收集数据,否则测量结果不会存储在软件中。
- 基于对象的传感器通道默认的数据采集方式为“基于时间”。当使用Photogate计时模式时,没有为这些传感器通道记录值。
门状态传感器通道
门态传感器通道报告的数据与我们传统的照相门报告的数据相同。您可以使用这些传感器通道以及基于对象的传感器数据收集来探索和验证速度和加速度计算。栅极态通道可与光栅计时模式一起使用,用于其他数据收集选项,包括复制传统的光栅数据收集实验。如果你想要求学生使用photogate数据进行手工计算,这些通道也可以在基于时间的模式下单独使用。
门1 -门状态
该传感器通道报告门1的门状态变化和相关时间。
2号门-门的状态
该传感器通道报告2号门的门状态变化和相关时间。
激光门-门的状态
该传感器通道报告门的状态变化和激光门的相关时间。选择此通道将激活Go Direct Photogate上的激光门。该通道不能与除激光门/远程门定时外的其他传感器通道一起使用。
要使用激光门,一个可见光笔激光(不包括在内)必须指向激光门光电二极管(位于下图标)在Go Direct Photogate。当激光未对准或激光门被阻塞时,激光门LED指示灯将显示纯蓝色。当选择激光门传感器通道,激光对准,并且激光门未阻塞时,激光门LED指示灯熄灭。
注意:首先将激光调整到所需的路径,然后放置栅极,使其与激光束对齐(激光栅极LED指示灯关闭)可能更容易。
使用门状态传感器通道的技巧
- 当门态通道是唯一选择的通道时,默认的数据采集模式被设置为Photogate Timing。
- 阻塞事件的门状态值报告为1。
- 解除阻塞事件的门状态值报告为0。
- 使用门状态传感器通道进行涉及线性或角运动定时(位置、速度和加速度测量)、摆定时和对象定时(门之间的时间)的实验。
- 与阻塞事件相关的时间用于物体速度和物体加速度通道的脉冲时间计算。
- 射弹发射器照相门计时选项不能与Go Direct照相门一起使用,因为传感器通道不配置与射弹发射器相同。
- 当使用游标超滑轮附件(不包括),你必须使用门2门状态传感器通道,因为滑轮不阻塞门1。
遥控门传感器通道
当一个Go Direct Photogate与第二个Go Direct Photogate或一个Time of Flight Pad雏菊式连接时,使用远程门传感器通道。使用这些通道需要不包含在Go Direct Photogate中的附件电缆。
当两个Go Direct photogate连接在一起时,你可以通过USB或蓝牙将其中一个photogate连接到你的设备上®无线连接。一旦第一门被连接,第二门就成为所连接的照相门的“远程门”。远程门或飞行时间垫设置使用连接的传感器的远程门传感器通道。
远程门-物体速度
该传感器通道报告对象速度值为远程门时,两个直接走光门是菊花链在一起。有关报告数据的详细信息,请参见对象速度。
远程门-物体加速
该传感器通道报告对象加速度值的远程门时,两个直接走光门是菊花链在一起。有关报告数据的详细信息,请参见对象加速(多个标志)。
门1/远程门-定时
该传感器通道报告连接门的1号门和菊花链遥控门的1号门的连续阻塞事件之间的时间或飞行垫时间。该脉冲时间不依赖于门被阻塞的顺序,而是在第二个门被阻塞时报告。
激光门/远程门-定时
该传感器通道报告连接门的激光门与菊花链遥控门的门1之间的连续阻塞事件之间的时间或飞行垫时间。该脉冲时间不依赖于门被阻塞的顺序,而是在第二个门被阻塞时报告。
选择此传感器通道将激活Go Direct Photogate上的激光门。该通道不能与其他传感器通道一起使用,除了激光门-门状态。有关设置激光门的说明,请参阅激光门-门状态。
使用遥控门传感器通道的技巧
- “Remote-Gate”传感器通道的默认数据采集方式为“基于时间”。当使用Photogate计时模式时,没有为这些传感器通道记录值。
- 具有多个标志的对象将报告多个计时值。多重计时测量的平均值可用于表示物体在两个门之间通过的平均时间。
- 你不能在菊花链遥控门上使用激光门。要使用两个处于激光门模式的Go Direct photogate收集数据,请将两个传感器直接连接到您的设备。
- 您无法从雏菊链远程门获得门状态数据。要使用两个处于Gate-State模式的Go Direct photogate收集数据,请将两个传感器直接连接到您的设备。
使用Go Direct Photogate的实验
直接拍照门S可以用于书中的几个实验游标物理,高级物理游标力学,物理探索与项目.详细的实验请参阅这些书。下面是一些你可以用photogate做的简单的例子。
注意:附加设备不包括在直接拍照门可能需要做这些实验。
- 实验:测量由于自由落体物体的重力加速度使用游标尖桩围栏。
传感器通道:物体速度或物体加速度
模式:基于时间的 - 实验:确定水平发射的弹丸的发射速度。
传感器通道:物体的速度
模式:基于时间的 - 实验:使用Go Direct Photogate和time of flight Pad找到弹丸的发射速度和飞行时间。
传感器通道:物体速度,门1/远程门定时
模式:基于时间的 - 实验:对一个物体在两个Go Direct photogate(不是雏菊链)之间通过的时间进行计时。
传感器通道:门1 -门状态,门2 -门状态,或激光门-门状态(在两个照相门上)
模式:照相门定时-门或脉冲定时之间的时间 - 实验:计时一个物体通过两个雏菊链去直接照相门。
传感器通道:1号门/远程门定时
模式:基于时间的 - 实验:求钟摆的周期。
传感器通道:门1 -门状态,门2 -门状态,或激光门-门状态
模式:照相门定时-钟摆定时 - 实验:在跳楼者在地板上阻挡光束时,使用激光门测量跳楼者的“悬挂时间”。(感兴趣的时间间隔是unblock到block的时间,将手工计算。)
传感器通道:激光门-门的状态
模式:基于时间的 - 实验:测量一个阿特伍德或修改阿特伍德机器使用超滑轮附件加速度。
传感器通道:2号门-门的状态
模式:光门定时-线性运动或运动定时 - 实验:使用Go Direct Photogate和Go Direct Force and Acceleration传感器研究脉冲和动量之间的关系。
传感器通道:物体的速度
模式:基于时间的 - 实验:在碰撞过程中使用两个Go Direct photogate(不是雏菊链)探索动量守恒。
传感器通道:物体速度(在两个照相门上)
模式:基于时间的 - 实验:探索碰撞期间动量守恒使用两个雏菊链去直接照相门。
传感器通道:物体速度和远程门-物体速度
模式:基于时间的 - 实验:研究向心力和加速度之间的关系,使用向心力仪,Go Direct Photogate和Go Direct force传感器。(在开始数据采集前,质量必须旋转。)
传感器通道:门1 -门状态或门2 -门状态
模式:摄影时序-角运动或运动时序 - 实验:用光栅胶带测量压缩空气火箭的加速度。
传感器通道:门1 -门状态或门2 -门状态
模式:光门定时-线性运动或运动定时 - 实验:验证物体速度通道的计算结果。
传感器通道:物体速度,门1 -门状态,门2 -门状态
模式:基于时间的 - 实验:验证对象加速通道的计算结果。
传感器通道:物体加速度,物体速度,门1 -门状态,门2 -门状态
模式:基于时间的 - 实验:收集门的状态数据,手工计算光门数据。
传感器通道:只有门1 -门状态、门2 -门状态和激光门状态通道
模式:基于时间的
越来越多的选择
以下是Go Direct Photogate的各种安装和使用选项。传感器不包括环形支架,直角夹具,动态轨道,光电门支架,滑轮,滑轮支架和棒带。
坐在照相门的扶手上
使用所附的附件杆安装在环形支架上
使用光门支架安装在动态轨道上
安装在带滑轮和附件杆的环形支架上
用滑轮和滑轮支架安装在动态轨道上
使用光门支架和滑轮安装在动态轨道上
与照相栅胶带一起使用
安装在原有的向心力装置上
规范
红外源 |
880 nm处峰值 |
门的宽度 |
77.5毫米 |
内部栅极分离 |
20毫米 |
从内部门到光门臂底部的距离 |
~ 10毫米 |
从内部门到光门臂两侧的距离 |
~ 5毫米 |
门1、门2、激光门LED指示灯 |
前往未封锁的大门 关闭大门 |
电池 |
650毫安锂聚可充电 |
电池寿命(单次充满电) |
~10小时连续数据采集 |
电池寿命(长期) |
~300次充满电循环(根据使用情况需要数年) |
安全
激光安全注意事项:当使用激光门模式时,不要用眼睛瞄准外部激光门。遵循激光制造商指示的所有安全预防措施。
保养及保养
电池信息
直接拍照门内含一个小型锂离子电池。该系统的设计耗电量非常小,对电池的要求也不高。虽然电池保修一年,但预期电池寿命应该是几年。可从Vernier(订单代码:GDX-BAT-650)更换电池。
存储和维护
来存储直接拍照门长时间按下按钮至少3秒,将设备置于睡眠模式。红色LED灯将停止闪烁,表示设备处于睡眠模式。几个月后,电池会放电,但不会损坏。在这样的存储之后,至少给设备充电两个小时,设备就可以使用了。
将电池暴露在超过35°C(95°F)的温度下会缩短电池寿命。如果可能,请将设备存储在不暴露在极端温度下的地方。
水的阻力
直接拍照门不防水,不应浸泡在水里。
如果进水,请立即切断电源(长按电源按钮3秒以上)。断开传感器和充电线,取出电池。在尝试再次使用设备之前,请让设备彻底干燥。不要试图使用外部热源干燥。
传感器的工作原理
传感器的一只手臂上有红外LED发射器,另一只手臂上有光电二极管。当红外光束通过大门时,一个物体挡住了它。与光电二极管状态变化相关的时间用于计算物体的运动数据。
有关照相门工作原理的讨论,请参阅Eugene P. Mosca和John P. Ertel合著的《照相门:一种仪器评估》。点。期刊。57(9), 840-844(1989)。
故障排除
有关故障处理和常见问题,请参见www.cqlameng.com/til/4197
维修信息
如果您已遵循故障排除步骤,但您的直接拍照门,请联系游标技术支持:support@vernier.com或拨打888-837-6437。技术支持专家将与您一起确定是否需要将设备送去维修。届时,将发出退货授权(RMA)号码,并告知如何退货进行维修。
配件/替换
保修
此产品的保修信息可以在Support选项卡上找到www.cqlameng.com/gdx-vpg/的支持
一般保修信息可在www.cqlameng.com/warranty
处理
在处理此电子产品时,不要将其视为生活垃圾。它的处置取决于不同国家和地区的规定。此物品应送交适当的回收点,以回收电器及电子设备。通过确保正确处理该产品,有助于防止对人类健康或环境造成潜在的负面影响。材料的循环利用将有助于保护自然资源。有关回收此产品的更详细信息,请联系您当地的城市办事处或您的处理服务。
电池回收信息可在www.call2recycle.org
不要刺穿或将电池暴露在过热或火焰中。
此处所示的符号表明该产品不得在标准废物容器中处置。
联络支持
填写我们的网上支援表格或拨打免费电话1-888-837-6437.