CALCULATION OF ERRORS OF SELF-MADE PHYSICAL APPLIANCES WITH DIGITAL AND ANALOG SENSORS

Open Educational E-Environment of Modern University

View Publication Info
 
 
Field Value
 
Title CALCULATION OF ERRORS OF SELF-MADE PHYSICAL APPLIANCES WITH DIGITAL AND ANALOG SENSORS
ОБЧИСЛЕННЯ ПОХИБОК САМОРОБНИХ ФІЗИЧНИХ ПРИЛАДІВ З ЦИФРОВИМИ І АНАЛОГОВИМИ ДАТЧИКАМИ
 
Creator Ryabko, Andriy
Tolmachov, Volodymyr
 
Subject physics; device; sensor; error; opto-isolator
фізика; прилад; датчик; похибка; оптична пара
 
Description The article deals with the problem of calculation of errors of improvised devices and installations for physical training experiment in the construction of which digital and analog sensors are used, which are intended for measuring various physical quantities. The general requirements for educational devices are considered: scientific and pedagogical, technical, ergonomic, aesthetic, economic. In the article special attention is paid to the technical requirements of improvised devices and installations. It is noted that it is necessary to ensure their reliability and durability, perfection and simplicity of construction, high metrological indicators. The basic stages of calculation of errors of measurement of physical quantities, features of measurements with use of digital measuring devices are given. The measurement process using digital measuring instruments and automatic measurement methods remove the measurement from subjective errors and have a number of other advantages. It is convenient to make computers and sensors in combination with hardware platforms Arduino, STM32, Raspberry, etc. for the output of home-made appliances. Analog sensors are connected to the analog inputs of the hardware and software platforms that perform analog-to-digital conversion. Digital sensors are easier to use and capable of providing high metrological performance in the design of self-made physical devices. Most sensors have errors in the instructions. The cases of calculation of errors, when the home-made installation uses optical steam as the main measuring tool, are considered. Optical pairs are used in many homemade physics installations - studies of body motion on an inclined plane, studies of rotational motion using Oberbeck pendulum, studies of mathematical pendulum, etc. Examples and schemes of installations and description of experiments with methods of calculation of measurement errors using optical pairs are given. As a result, it is noted that homemade devices using digital sensors, hardware platforms Arduino, STM32, Raspberry and others meet the general requirements for training devices, in particular, have high metrological indicators, are easy to manufacture and require little financial cost. DOI: https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019.7.6
У статті розглядається проблема обчислення похибок саморобних приладів і установок для фізичного навчального експерименту у конструкції яких використовуються цифрові і аналогові датчики, які призначені для вимірювання різноманітних фізичних величин із використанням комп’ютера. Розглядаються загальні вимоги до навчальних приладів: науково-педагогічні, технічні, ергономічні, естетичні, економічні. В статті особлива увага приділяється технічним вимогам саморобних приладів і установок. Зазначається, що необхідно забезпечувати їхню надійність і довговічність, досконалість і простоту конструкції, високі метрологічні показники. Наведено основні етапи обчислення похибок вимірювання фізичних величин, особливості вимірювань із використанням цифрових вимірювальних приладів. Процес вимірювання із використанням цифрових вимірювальних приладів і автоматичних методів вимірювання позбавляють вимірювання від суб'єктивних похибок і мають низку інших переваг. Для виготовлення саморобних приладів зручно використовувати комп'ютера і датчики у поєднанні з апаратно-програмними платформами Arduino, STM32, Raspberry та інш. Аналогові датчики підключаються до аналогових входів апаратно-програмних платформ, які здійснюють аналогово-цифрове перетворення. Цифрові датчики простіші у застосуванні і здатні забезпечити високі метрологічні показники у процесі конструювання саморобних фізичних приладів. В інструкціях для більшості датчиків вказані похибки. Розглянуто випадки обчислення похибок, коли у саморобній установці використовується оптична пара як основний інструмент вимірювання.  Оптичні пари використовуються у багатьох саморобних установках з фізики – дослідження руху тіла по похилій площині, дослідження обертального руху за допомогою маятника Обербека, дослідження математичного маятника та ін. Наведені приклади і схеми установок і опис дослідів зі способами обчислення похибок вимірювань, у яких використовується оптичні пари. У підсумку зазначається, що саморобні прилади із використанням цифрових датчиків, апаратно-програмних платформ Arduino, STM32, Raspberry та інш. відповідають загальним вимогам до навчальних приладів, зокрема, мають високі метрологічні показники, прості у виготовленні і потребують невеликих фінансових витрат. DOI: https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019.7.6 
 
Publisher Electronic Scientific Professional Journal “OPEN EDUCATIONAL E-ENVIRONMENT OF MODERN UNIVERSITY”
Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”
 
Contributor

 
Date 2019-11-30
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion

 
Format application/pdf
 
Identifier http://openedu.kubg.edu.ua/journal/index.php/openedu/article/view/274
 
Source Electronic Scientific Professional Journal “OPEN EDUCATIONAL E-ENVIRONMENT OF MODERN UNIVERSITY”; No 7 (2019); 56-68
Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”; No 7 (2019); 56-68
2414-0325
 
Language ukr
 
Relation http://openedu.kubg.edu.ua/journal/index.php/openedu/article/view/274/pdf
 
Rights Copyright (c) 2019 Electronic Scientific Professional Journal “OPEN EDUCATIONAL E-ENVIRONMENT OF MODERN UNIVERSITY”
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
 

Contact Us

The PKP Index is an initiative of the Public Knowledge Project.

For PKP Publishing Services please use the PKP|PS contact form.

For support with PKP software we encourage users to consult our wiki for documentation and search our support forums.

For any other correspondence feel free to contact us using the PKP contact form.

Find Us

Twitter

Copyright © 2015-2018 Simon Fraser University Library