托盘天平及托盘天平教学数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
托盘天平及托盘天平教学数据采集系统
本技术涉及教学仪器，尤其是涉及一种托盘天平，本技术还涉及一种托盘天平教学数据采集系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种托盘天平，本技术还提供一种托盘天平教学数据采集系统。为实现上述目的，本技术可采取下述技术方案：本技术所述的托盘天平，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；其中，多个所述托盘天平的数据信息分别无线传输至所述无线接收模块，所述无线接收模块将数据信息发送至所述上位机，所述上位机将数据信息分析处理后发送至所述存储模块储存。优选的，还包括显示屏，所述显示屏用于调取并显示所述上位机存储的实验数据。本技术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。同时，能够将多个学生在日常实验操作过程中反映出来的问题进行大数据分析，根据分析结果判断班级、学校甚至整个地区的学生对化学实验操作技能掌握情况和教学结果的评价，找出普遍问题及薄弱环节，从而对教学方法进行改进和提升，进一步提高教学质量。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图。图2是本技术实施例1的电路原理框图。图3是本技术实施例2的电路原理框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。实施例1：如图1、2所示，本技术所述的托盘天平，包括底座10、横梁支架20、横梁30和设置在横梁30两端的左托盘40和右托盘50，在横梁30上设置有游码60，还包括采集系统70，采集系统70包括：调平采集单元；重量采集单元；游码采集单元；信号传输单元710，信号传输单元710具有单片机和无线发射模块；供电单元，供电单元与采集系统70电性连接，用于为采集系统70的工作供电；其中，调平采集单元用于采集天平的调平状态信息并发送至信号传输单元710，重量采集单元用于采集左托盘40和右托盘50上物体的重量信息并发送至信号传输单元710，游码采集单元用于采集游码60的位置信息并发送至信号传输单元710，信号传输单元710的单片机（型号：STM32F103），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调平采集单元、重量采集单元和游码采集单元的模拟信号；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；调平采集单元为设置在左托盘40和右托盘50位置处的左角度传感器720和右角度传感器730，左角度传感器720和右角度传感器730封装后安装在横梁30两端，左角度传感器720和右角度传感器730感应的零度方向横梁30方向垂直（正负误差0.5度），且安装位置距横梁30中心位置相等,误差不大于正负1mm；左角度传感器720和右角度传感器730安装方向平行度误差不大于（正负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种托盘天平，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，其特征是，还包括采集系统，所述采集系统包括：/n重量采集单元；/n游码采集单元；/n信号传输单元；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种托盘天平，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，其特征是，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；
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。


2.根据权利要求1所述的托盘天平，其特征是，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。

【专利技术属性】
技术研发人员：程阳，任英琦，张杰，
申请(专利权)人：河南四季竹信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41