ОБЧИСЛЕННЯ ПОХИБОК САМОРОБНИХ ФІЗИЧНИХ ПРИЛАДІВ З ЦИФРОВИМИ І АНАЛОГОВИМИ ДАТЧИКАМИ - Ryabko, Andriy; Tolmachov, Volodymyr (Електронне наукове фахове видання “ВІДКРИТЕ ОСВІТНЄ Е-СЕРЕДОВИЩЕ СУЧАСНОГО УНІВЕРСИТЕТУ”, 2019)
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.