教育統籌局
運用數據收集器於物理科教學


數據收集器

數 據 收 集 器 是 一 種 電 子 儀 器,用 於 記 錄 在 一 段 特 定 時 間 內 ,四 週 環 境 的 溫 度、相 對 濕 度、光 強、電 壓、壓 力、開 / 關 狀 況 變 化 等 的 情 況 。一 般 而 言,數 據 收 集 器 體 積 不 大,以 電 池 為 電 源,裝 有 微 處 理 器、儲 存 數 據 記 憶 體 及 感 應 器。大 部 份 數 據 收 集 器 均 與 個 人 電 腦 連 接,可 使 用 附 送 的 軟 件 啟 動 收 集 器 進 行 數 據 收 集 ,並 對 所 收 集 的 數 據 進 行 閱 讀 及 分 析。

數 據 收 集 器 的 特 點 是 可 將 所 收 集 的 數 據 先 儲 存 , 留 待 日 後 再 進 行 分 析 。 數 據 收 集 系 統 主 要 由 三 個 部 分 組 成 : 接 駁 電 腦 的 數 據 收 集 器 ,感 應 器 及 軟 件 。 在 決 定 購 買 數 據 收 集 系 統 儀 器 時 也 要 考 慮 如 何 選 購 一 套 切 合 需 要 的 數 據 收 集 器 、 購 買 後 的 資 源 使 用 安 排 、 各 生 產 商 的 產 品 特 點 及 價 格 等 。

在 使 用 數 據 收 集 器 時 , 先 要 將 數 據 收 集 器 接 駁 到 個 人 電 腦 ,再 接 駁 所 需 要 使 用 的 感 應 器 , 然 後 利 用 數 據 收 集 器 附 送 的 軟 件 在 電 腦 中 設 定 所 要 收 集 的 參 數 (如 : 開 始 時 間 、 收 集 數 據 之 相 距 時 間 等) , 再 啟 動 軟 件 就 可 開 始 收 集 數 據 。 數 據 收 集 器 會 將 量 度 到 的 數 值 及 進 行 實 驗 時 的 日 期 和 時 間 記 錄 下 來 , 並 儲 存 在 記 憶 體 中 。 在 完 成 數 據 收 集 後 , 便 可 利 用 數 據 收 集 器 的 軟 件 將 收 集 到 的 數 據 轉 換 成 圖 表 再 進 行 分 析 ; 而 所 得 出 的 圖 表 更 可 儲 存 到 一 般 的 試 算 表 中 使 用 。


 

數 據 收 集 器 接 駁 到 電 腦 後 , 可 插 上 感 應 器 , 它 們 可 將 從 感 應 器 讀 取 到 的 資 料 轉 化 為 電 腦 可 用 的 資 料 。 它 們 從 感 應 器 接 收 到 不 同 信 號 後 , 就 會 不 斷 以 一 個 名 為 類 比 至 數 位 轉 換 器 的 電 路 裝 置 , 把 信 號 轉 換 為 數 字 。 這 些 數 字 會 被 轉 換 為 實 數 值 , 再 透 過 電 腦 程 式 顯 示 出 來 。 一 些 名 為 數 據 收 集 器 的 數 據 收 集 介 面 , 它 們 有 獨 立 的 記 憶 體 及 電 源 供 應 ; 因 此 , 即 使 不 需 連 接 電 腦 , 也 可 記 錄 資 料 。

數 據 收 集 器 是 一 個 由 接 續 連 接 埠 組 成 的 介 面 , 它 有 獨 立 的 能 源 供 應 及 記 憶 體 , 可 供 延 時 收 集 及 儲 存 資 料 。 它 也 可 連 接 到 不 同 類 型 的 電 腦 , 傳 送 資 料 及 指 令。

有 些 數 據 收 集 器 必 須 透 過 電 腦 程 式 的 特 別 指 令 , 取 得 應 記 錄 甚 麼 資 料 和 在 何 時 記 錄 資 料 的 指 示 , 然 後 切 斷 和 電 腦 的 連 繫 , 再 執 行 指 令 。 有 些 則 由 一 個 按 扭 啟 動 , 在 接 駁 感 應 器 後 便 隨 即 記 錄 資 料 , 直 至 啟 動 被 撤 消 。 有 些 配 有 小 型 顯 示 屏 , 以 圖 表 形 式 顯 示 收 集 了 的 資 料 , 這 個 功 能 可 讓 研 究 者 知 道正 在 進 行 中 的 是 甚 麼 項 目 ( 也 可 讓 他 們 肯 定 裝 置 正 在 操 作 中 ! ) 。 另 外 有 些 數 據 收 集 器 的 記 憶 體 可 同 時 處 理 多 於 一 組 的 資 料 , 所 有 資 料 可 傳 送 至 主 電 腦 作 分 析 。

可 是 , 數 據 收 集 器 的 電 池 壽 命 是 一 個 問 題 。 只 要 電 池 能 夠 維 持 ( 以 電 池 製 造 商 所 稱 的 電 池 壽 命 減 半 來 衡 量 , 是 最 好 的 經 驗 法 則 ) , 數 據 收 集 器 可 於 數 星 期 內 , 透 過 電 腦 程 式 的 安 排 記 錄 資 料 。 可 以 的 話 , 用 交 流 電 插 頭 , 以 確 定 在 長 時 間 記 錄 後 , 可 取 得 一 些 值 得 分 析 的 資 料 。

集 合 越 多 功 能 的 數 據 收 集 器 , 價 格 自 然 也 越 高 。 因 此 , 你 可 考 慮 你 真 正 需 要 的 究 竟 是 包 含 各 種 先 進 功 能 但 昂 貴 的 數 據 收 集 器 , 還 是 價 錢 中 肯 的 數 據 收 集 器 。


數據記錄軟件

大 部 份 的 數 據 收 集 器 都 會 有 它 們 特 有 的 軟 件 , 這 些 軟 件 一 般 都 是 在 購 買 數 據 收 集 器 時 一 併 附 送 的 。 但 也 有 一 些 產 品 的 軟 件 是 需 要 另 行 購 買 的 。 因 此 在 購 買 前 要 先 暸 解 清 楚 , 肯 定 該 軟 件 可 在 你 現 有 的 電 腦 系 統 中 使 用 及 注 意 訂 貨 所 需 的 時 間。

有 些 軟 件 是 可 與 不 同 生 產 商 的 數 據 收 集 器 共 用 的 。 但 要 留 意 每 種 軟 件 都 與 相 對 感 應 器 的 刻 度 表 有 所 差 別 , 因 此 須 確 保 所 選 用 的 軟 件 能 為 你 的 感 應 器 提 供 正 確 讀 數 。


  數 據 記 錄 軟 件 特 性 下 載
  DataStudio Software (PASCO)
 
整合軟件解決方案,利用一台電腦去收集、顯示及分析科學數據。

 

規格(PDF檔案) - 英文版

示範軟件-英文版

靈活、容易使用。讓學生能夠通過發問及即時測試去學習各種的科學原理。
   
  Sensing Science Laboratory Workroom (Data Harvest)
 
有Meters、Timer及圖表等數據顯示方式及分析用之程式。
 

示範軟件-英文版

使用手冊(PDF檔案) - 英文版

工作紙

Workroom內附有工作紙範本供參考。

 
工作紙是以HTML形式編寫,方便使用及列印。
 
工作紙中附有指示教導使用者如何設定數據收集時的參數。
   
  Insight2 (LogIT)
能自動辨別及顯示感應器。

示範軟件-英文版

規格(PDF檔案) - 英文版

用以記錄由LogIT SL, LIVE或DataMeter所收集的數據.可以每0.1秒的速度持續收集60秒的記錄,也可以每900秒的最快速度,持續收集7天的記錄.

可調較時間、速度、加速度及動能等數據的收集時距。

可上載從DataMeter及LogIT SL 中儲存的數據。

可調較圖表、列表、及數字顯示的大小。
可縮放、列印、儲存或匯出數據。

比較從不同實驗所得的數據。

先進的綜合分析工具。

鍵盤控制光標。

智能化變換時間軸的單位。

程式使用指南及教師手冊提供。

支援所有LogIT系列的數據收集器。

支援單道向控制(可與LogIT Control Relay這類輸出裝置一併使用)。

對某些感應器的簡單重新標定。

條件啟動以及結果重疊。




感應器:

  品 牌

感 應 器

  類 別  
   Data Harvest Light Gates / Pendulum / Timing Mats

  力 學
Conductivity Adaptor and Electrode / Magnetic Field / Push Button Switch / Voltage and Current

  電 磁 學
Heart Rate Monitor

  光 學 與
波 動 學
Barometric Pressure / Gauge Pressure / Geiger Muller / Humidity / Light Level / Sound Level / Temperature / Thermaflow / Thermocople Adaptor

  熱 與
能 量
 Pasco Acceleration / Barometer / BNC Adapter / DIN Extender Cable / Phone Jack Extender Cable / Charge / Colorimeter / Conductivity / Current / Dissolved Oxygen / EKG / Flow Rate / Force / Economy Force / Free Fall Adapter / G-M tube / Heart Rate / Relative Humidity / Infrared / Ion-selective Electrodes and Amplifier Box / Laser Switch / Light / High -sensitivity Light / Magnetic Field / Motion Sensor II / Nuclear / Beta Gamma Nuclear / pH / Accessory Photogate / Photogate, Pulley System / Absolute Pressure / Low Pressure / Respiration Rate / Rotary Motion / Sound / Temperature / High Accuracy Temperature / High Temperature Type K Probe / Temperature with Type K Probe / Thermistor Temperature / Thermocline / Time of Flight Accessory / UVA Light / Voltage

 LogIT Microsense® Movement & Position Sensor / Microsense® Push Switch

  力 學  
1 Volt Sensor Adapter / Designer Sensor Set / Instrument Adapter / 100mV Signal Adapter / Ohaus Scout and Fisher Balance Adapter / Serial Balance Adapter / pH Adapter / Adjustable pH Adapter / REDOX ADAPTER / CONDUCTIVITY PROBE SET / Microsense® Magnetic Field Sensor / Microsense® Magnetic Switch

  電 學 磁 學
  Heart Receiver / Pulse Monitor /General Light Level Sensor / Light Sensor with Lens / LUX Sensor / SPX LUX Sensor / Microsense® Light Gate / Microsense® Light Switch / Microsense® Infra Red Source / Microsense® Reflective Light Switch / Microsense® Ultrasonic Ranger

  光 學 與
波 動 學
Standard Humidity Sensors / HumiPro Humidity Sensor / Sound Level Sensor / The Microsense® Air Pressure Sensor / ProTemp Temperature Sensor / HiTemp Temperature Sensor / K-Type Thermocouple Adapter

  熱 與
能 量

選購須知
 

數 據 收 集 器 在 過 去 五 年 內 迅 速 發 展, 現 今 市 面 上 的 數 據 收 集 器 的 配 備 都 十 分 可 靠 及 容 易 使 用 , 一 般 可 使 用 達 數 年 之 久 才 需 更 換 配 件 。 同 類 數 據 收 集 器 在 功 能 上 的 分 別 並 不 大 , 但 價 格 卻 有 頗 大 的 差 別 , 主 要 是 因 各 個 系 統 都 有 不 同 的 特 點 所 致 。 因 此 在 選 購 之 前 先 要 瞭 解 清 楚 自 已 的 需 要 , 就 能 知 道 哪 套 系 統 較 適 合 自 己 使 用 。


首 先 要 決 定 的 是 儀 器 會 在 什 麼 環 境 下 使 用 。 如 只 在 實 驗 室 內 使 用 的 話 , 一 般 與 電 腦 接 駁 , 使 用 交 流 電 的 數 據 收 集 器 , 已 可 滿 足 你 的 需 要 。 但 如 果 需 要 離 開 電 腦 獨 立 使 用 的 話 , 就 需 選 購 一 些 能 獨 立 啟 動 來 儲 存 數 據 的 數 據 收 集 器 。 在 任 何 一 種 情 形 下 , 都 必 須 留 意 所 附 送 的 軟 件 是 否 適 合 你 現 在 或 將 來 會 配 備 的 電 腦 使 用 。


請 緊 記 在 選 購 數 據 收 集 系 統 時 , 不 單 是 要 購 買 一 個 數 據 收 集 器 , 並 且 是 要 選 購 一 系 列 的 感 應 器 及 軟 件 。 在 計 算 成 本 時 , 也 應 將 這 些 配 備 的 價 格 計 算 在 內 , 確 定 所 選 的 系 統 是 否 有 足 夠 的 感 應 器 適 合 你 使 用 。 計 算 時 , 應 包 括 一 些 經 常 使 用 的 及 一 至 兩 款 較 昂 貴 的 感 應 器 。 現 時 大 多 供 應 商 都 有 一 些 基 本 套 裝 銷 售 , 當 中 已 包 括 了 兩 、 三 款 常 用 的 感 應 器 。

在 選 購 數 據 收 集 器 前 先 要 瞭 解 下 列 問 題 :

  為 什 麼 要 選 購 數 據 收 集 系 統 ?
  數 據 收 集 如 何 能 增 強 學 習 科 學 的 興 趣 ?
  哪 種 教 學 方 法 是 會 與 數 據 收 集 一 同 使 用 的 呢 ?
  數 據 收 集 對 學 生 的 資 訊 科 技 發 展 能 力 有 何 幫 助 ?
  如 何 訓 練 學 校 的 教 員 去 使 用 數 據 收 集 器 及 利 用 數 據 收 集 去 教 學 ?
  現 有 的 設 備 配 套 充 足 嗎 ?如 不 , 哪 方 面 需 要 加 強 呢 ?
  有 哪 些 感 應 器 是 必 須 的 ?
  誰 會 負 責 課 堂 的 儀 器 管 理 及 保 養 ?
  要 為 將 來 的 保 養 作 何 種 預 備 ?
  整 套 系 統 包 括 數 據 收 集 器 、 感 應 器 及 軟 件 應 怎 樣 儲 放 和 保 養 呢?


數 據 收 集 系 統 跟 一 般 的 實 驗 設 備 一 樣 , 都 需 要 留 意 存 放 及 保 養 等 問 題 ; 除 此 之 外 , 也 亦 有 另 外 一 些 要 特 別 留 意 的 地 方 。 因 為 一 套 數 據 收 集 系 統 包 括 了 一 系 列 的 感 應 器 、 每 個 感 應 器 都 有 一 條 約 60厘 米 的 連 接 電 線 , 一 至 兩 條 的 備 用 電 線 , 獨 立 電 源 以 及 主 要 接 駁 電 線 ; 單 是 這 些 設 備 也 可 造 成 一 定 程 度 的 混 亂 。 因 此 ; 必 須 預 備 足 夠 的 膠 繩 或 橡 根 圈 用 作 綑 好 各 款 電 線 。

在 以 往 的 課 堂 經 驗 中 , 發 現 數 據 收 集 器 最 好 整 套 連 配 件 存 放 , 並 預 備 一 張 有 物 品 相 片 的 清 單 給 學 生 在 收 拾 時 參 考 。 這 樣 就 算 初 次 使 用 的 學 生 也 能 從 附 有 相 片 的 清 單 中 , 輕 易 找 出 所 要 使 用 的 裝 置 。 為 增 強 學 生 應 用 資 訊 科 技 的 能 力 , 可 安 排 學 生 在 初 次 使 用 或 進 行 一 些 重 要 的 實 驗 時 , 讓 學 生 自 行 安 裝 整 套 數 據 收 集 系 統 。 在 其 餘 的 時 間 , 可 在 上 課 前 由 實 驗 室 技 術 員 先 為 學 生 預 備 好 儀 器 ; 這 樣 , 師 生 就 可 有 更 多 時 間 在 課 室 上 進 行 研 究 。


所 有 需 要 使 用 到 數 據 收 集 系 統 的 職 員 必 須 先 暸 解 如 何 使 用 整 套 系 統 。 特 別 是 系 統 的 軟 件 會 有 一 些 進 階 的 使 用 方 法 , 學 生 可 能 並 沒 有 留 意 , 而 須 由 老 師 指 示 才 知 道 如 可 使 用 。


要 考 慮 的 特 點:

  設 計 ── 是 否 堅 固 、 安 全 及 可 靠
  感 應 器 的 準 確 度
  軟 件 的 質 素 ── 是 否 容 易 使 用 及 分 析 的 功 能
  與 學 校 現 存 或 將 購 買 的 電 腦 是 否 兼 容
  數 據 收 集 器 是 否 能 自 動 辨 認 感 應 器
  保 養 期 , 修 理 安 排 及 所 需 時 間
  電 話 熱 線 支 援
  電 池 壽 命
  使 用 電 池 時 的 最 長 使 用 時 間
  內 置 記 憶 體 容 量 ── 可 儲 存 多 少 數 據
  儀 器 的 大 小 及 可 攜 性






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