桐廬縣富春高中創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案

1、桐廬縣富春高中創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案 設(shè)計者：富春高級中學研究性學習小組2015.5桐廬縣富春高中創(chuàng)新實驗室建設(shè)方案一、創(chuàng)建理念：創(chuàng)新實驗室的建設(shè)，旨在促進探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新模式，促進探索并建立以問題和課題為核心的教學模式，倡導(dǎo)以學生為主體的人才培養(yǎng)和研究性學習教學改革，調(diào)動學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，同時在項目實踐中逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高學生創(chuàng)新實踐的能力。 二、主要目標富春高中創(chuàng)新實驗室的建設(shè)將以原有的探究實驗室為基礎(chǔ)，通過對原有項目拓展，原有設(shè)備的增置，師資力量的加強。逐步成為學生學科知識驗證性實驗，科學研究探究性實驗，科技活動中創(chuàng)新實

2、驗的重要場所，讓更多的學生走進創(chuàng)新實驗室，也讓更多的老師熱愛創(chuàng)新實驗室，讓更多的學校領(lǐng)導(dǎo)來關(guān)心理解創(chuàng)新實驗室。創(chuàng)造一個全校師生人人關(guān)注科技創(chuàng)新的良好氛圍。三、創(chuàng)建設(shè)想為了更好的開展學?？萍蓟顒樱S富學?？萍嫉幕顒觾?nèi)容，讓更多的學生參與，學校擬創(chuàng)建科學創(chuàng)新實驗室，充分利用已定場所及師資，再配備相關(guān)探究式課程資源及系列器材裝備，就能更好提供培養(yǎng)的學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力科學活動場所，我們創(chuàng)新實驗室的主題為：新能源的利用與開發(fā)。（相關(guān)背景：桐廬天霸光電是我們當?shù)匦履茉蠢门c開發(fā)特別有影響力的一家企業(yè)，該企業(yè)有很多的新能源專利新產(chǎn)品，所以我校將其合作進一步對新能源利用進行研究。）所以我們的創(chuàng)新實驗室將

3、如下設(shè)計：如圖1-1. 1.配合主題增添數(shù)字化實驗設(shè)備（背景：我校在2010年研究性學習課題：溫差發(fā)電由于當時我們借用電腦散熱原理，創(chuàng)造了當時國內(nèi)用半導(dǎo)體電堆溫差發(fā)電電動勢的極高值3.0V，而獲杭州市一等獎，次年增壓給水系統(tǒng)的自動化控制，和2014年的探究安全電流均獲杭州市一等獎。這些研究都離不開現(xiàn)代化的測量工具，所以我們想新的創(chuàng)新實驗室將增添數(shù)字化傳感器設(shè)備。以下總預(yù)算136400元 序號設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量單位單價總價1數(shù)據(jù)采集器與計算機USB接口通訊，無須外接電源，最大采樣率80K；可根據(jù)實驗教學需要，選擇接插有線接口或無線接收實現(xiàn)與傳感器通訊；支持有線/無線狀態(tài)下的四通道并行采集10臺

4、2600.00 260002采集器有線接口采用連線方式接入四種相同或不同的傳感器并支持四通道并行采集，全數(shù)字通道，采用BT自鎖接口，與數(shù)據(jù)采集器接插使用10只1000.00 100003附件含USB通訊線1條、傳感器線4條、轉(zhuǎn)接器4只、技術(shù)資料等10套150.00 15007溫度傳感器A量程：-20+130；分度：0.1；不銹鋼探針，可測各種物體或溶液的溫度，傳感器自帶硬件調(diào)零按鈕并支持硬件調(diào)零功能；支持與采集器的有線通訊、無線通訊和獨立數(shù)據(jù)顯示三種工作方式；傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只580.00 58008壓強傳感器A量程：0 k

5、Pa 300 kPa；分度：0.1 kPa；可用于直接測量氣體的絕對壓強；傳感器自帶硬件調(diào)零按鈕并支持硬件調(diào)零功能；支持與采集器的有線通訊、無線通訊和獨立數(shù)據(jù)顯示三種工作方式；傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只1180.00 118009聲波傳感器能測量聲音的波形，研究聲音的頻率、周期、振幅等特征；頻率量程：20Hz20kHz，支持與采集器的有線通訊、無線通訊工作方式10只500.00 500010多量程電流傳感器測量范圍：-2A+2A；分度：0.01A測量范圍：-200mA+200mA；分度：1mA測量范圍：-20mA +20mA；分度：

6、0.1 mA通過按鈕切換量程。傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只640.00 640011微電流傳感器量程：-1A+1A；分度：0.01A，傳感器自帶硬件調(diào)零按鈕并支持硬件調(diào)零功能；支持與采集器的有線通訊、無線通訊和獨立數(shù)據(jù)顯示三種工作方式；傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只610.00 610012多量程電壓傳感器測量范圍：-20V+20V；分度：0.01V測量范圍：-2V+2V；分度：0.001V測量范圍：-0.2V+0.2V；分度：0.1mV支持與采集器的有線通訊、無線通訊和獨立數(shù)

7、據(jù)顯示三種工作方式；傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只540.00 540013磁感應(yīng)強度傳感器量程：-100mT+100 mT；分度：0.01 mT，傳感器自帶硬件調(diào)零按鈕并支持硬件調(diào)零功能；支持與采集器的有線通訊、無線通訊和獨立數(shù)據(jù)顯示三種工作方式；傳感器連接線BT自鎖接口具有方向性和自鎖功能，可以防止傳感器脫落保證數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。10只640.00 640014靜電計測量范圍：-100nC+100 nC；分度：1 nC，用于測量靜電電荷電量。自帶液晶顯示屏，可獨立使用并顯示測量結(jié)果。也可通過無線傳輸方式與計算機進行通訊10套139013

8、90015地磁場發(fā)電機由專用底座、矩形線圈、連接軸承組成，線圈可自由旋轉(zhuǎn)，與微電流傳感器配合使用，測量線圈旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的交流電10套450450016安培力實驗器V1.0由強力磁性底座、矩形線框、掛鉤、支架組成，配合電流傳感器和力傳感器使用，研究安培力與導(dǎo)線長度和供電電流的關(guān)系10套980980017法拉第電磁感應(yīng)實驗器由底座、活動線圈、磁鐵、光電門傳感器組成，通過內(nèi)置傳感器測量數(shù)據(jù)，直接與計算機USB口通訊；可完成在磁感強度不變的條件下，動生電動勢與運動速度的關(guān)系實驗10套238023800學生實驗桌排布參考方案見圖1(單位：mm)。實驗室效果圖2.成套實驗桌加電腦： 3350*10=3350

9、0元3.新能源利用研究設(shè)備包括：1）。DH-WP-1多功能風力發(fā)電實驗儀 37900元2）。XZG-DHLED多功能特性測試與應(yīng)用實驗儀 21600元3）. DH-FUC新能源電池綜合特性測試儀 10900元4）. DH-NE-1新能源實驗系統(tǒng) 15500元5）. DH6521太陽能電池基本特性測試儀 7800元6）. DH6521S太陽能電池特性及應(yīng)用 13500元7）. DH6521A多功能太陽能電池綜合特性 測試儀 18600元溫度控制和測量裝置 3800元光功率計 2800 元 數(shù)據(jù)采集儀 4380 元 二項合計： 169980元其它電子配件：5000元 總計： 311380元1DH-

10、WP-1多功能風力發(fā)電實驗儀風能是太陽輻射下空氣流動所形成的。把風的動能轉(zhuǎn)變成機械能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電能，這就是風能發(fā)電。截止2010年底，全球風力發(fā)電量占世界電力總發(fā)電量的1.92%。中國風電2010年新增裝機容量占全球新增裝機容量48%，超過美國，成為世界第一大風電市場。風電是我國“十二五”期間國家重點支持的領(lǐng)域，是重要的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。該實驗儀包括風源、風速計（通過支架安裝在導(dǎo)軌上）、風輪（由輪轂和葉片構(gòu)成）、三相交流永磁同步發(fā)電機、整流濾波電路、測量電路、電能的存儲與利用電路、帶標尺的導(dǎo)軌。其中的整流濾波電路、電能的存儲與利用電路中的所有電學元件及測量電路中的可變負

11、載插在“九孔插板”上并通過該插板實現(xiàn)連接，實現(xiàn)即插即用、方便快捷搭建電路的目的。國家實用新型專利：201120422001.7主要實驗內(nèi)容1、電路連接與測試實驗；2、電能的利用與存儲實驗；3、用風速儀測量軌道上不同位置的風速；4、風速與風力發(fā)電機（簡稱風機）輸出功率關(guān)系實驗；5、葉片槳距角與風機的輸出功率關(guān)系實驗；6、葉片長度與風機的輸出功率關(guān)系實驗；7、葉片數(shù)量與風機的輸出功率關(guān)系實驗；8、葉片形狀與風機的輸出功率關(guān)系實驗；9、負載與風機輸出功率關(guān)系實驗；10、風速，風輪轉(zhuǎn)速，發(fā)電機電動勢之間關(guān)系實驗；11、異型3葉片風輪葉尖速比與功率系數(shù)關(guān)系實驗；12、切入風速到額定風速區(qū)間功率調(diào)節(jié)實驗；

12、13、額定風速到切出風速區(qū)間變槳距調(diào)節(jié)實驗；14、葉片數(shù)量、槳距角、形狀對“葉尖速比與功率系數(shù)關(guān)系”影響實驗（由學生自行設(shè)計實驗方案）。實驗內(nèi)容說明：完成所有實驗需要6學時左右，并要求學生課前充分預(yù)習。若只開3學時的普物實驗，建議只做從第3項到第10項實驗內(nèi)容，視學生能力情況全選或部分選擇。第1項實驗內(nèi)容可由實驗教師在實驗課前連好電路并完成測試，第2項實驗內(nèi)容可作為教師課堂講解時的演示內(nèi)容。后面從第11項實驗開始，除作為一般性實驗（詳細給出學生實驗操作方法和步驟）外，還可根據(jù)課程性質(zhì)和要求在完成前面實驗基礎(chǔ)上，只給出實驗題目，讓學生自行設(shè)計實驗方案并總結(jié)，使其成為“設(shè)計性、研究性”實驗。主要技

13、術(shù)特點1、智能電表顯示；電學元件九孔板自由插拔連接；發(fā)電機負載連續(xù)可調(diào)；同一輪轂可進行葉片的長度、角度、數(shù)量等調(diào)節(jié)；多種可更換翼型。2、隨機配備風速計、多功能充放電器、實驗指導(dǎo)及操作說明書；轉(zhuǎn)速儀、萬用表選配；示波器實驗室自備。主要技術(shù)參數(shù)1、測量重復(fù)性相對誤差5%。2、軌道規(guī)格：長100cm；寬12 cm；高12 cm。3、軸流風機220V市電供電，功率65w；風口直徑26cm；轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分鐘；噪音小于55dB。4、軌道上可測最大風速：6.2m/s。37900序號產(chǎn)品名稱/型號產(chǎn)品配置/技術(shù)參數(shù)性能出廠價（元）2XZG-DHLED多功能特性測試與應(yīng)用實驗儀本實驗儀與徐州工程學院聯(lián)合研制

14、。是光伏、光電、電子技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)教學儀器和實驗裝置。隨著光電子科學的發(fā)展，LED作為一種新型節(jié)能光源大量應(yīng)用在各個領(lǐng)域。該儀器緊密配合理論教學，結(jié)合目前LED發(fā)光二極管及其特性要求，對提高大專院校學生實際理解和操作能力有很大的幫助?？梢酝ㄟ^本實驗儀的一系列實驗了解LED發(fā)光二極管的光、電基本特性，幫助學生掌握LED器件的特性測量和應(yīng)用方法。 由溫度控制器、光強分布測試架、測試電源、混色實驗系統(tǒng)以及點陣顯示實驗系統(tǒng)構(gòu)成，主要用于完成：（1）LED的伏安特性實驗；（2）LED的電光轉(zhuǎn)換曲線測試實驗；（3）LED的光強空間分布實驗；（4）LED混色實驗；（5）LED的溫度特性實驗；（6）LED矩

15、陣顯示實驗；二項國家實用新型專利：ZL201220040751.2；ZL201220040710.3主要技術(shù)特點1、采用半導(dǎo)體制熱和制冷，溫度范圍可以覆蓋070；測試樣品可以自由更換。2、采用高精度和高穩(wěn)定度LED軸向光強計測試LED的光強分布。3、在光學導(dǎo)軌上完成LED一維光強分布實驗，角度分辨率為0.1°，樣品可自由更換。4、增加了LED混色實驗和點陣顯示等應(yīng)用性實驗。主要技術(shù)參數(shù)1、穩(wěn)壓電源05V（350mA）連續(xù)可調(diào)，顯示分辨率0.01V；2、恒流源0400mA連續(xù)可調(diào)，顯示分辨率分別為1mA；3、電壓表02V和020V兩檔，測試分辨率分別為1mV和10mV；4、電流表020

16、0A，02mA ，020mA，02A四檔顯示；5、溫度控制器：070，控溫電流04A可調(diào)；6、光強計0.1mcd199.9×1000mcd，分四檔；7、LED的光強分布特性測試角度最小分辨率0.1°；8、LED混色實驗，三路電流均可調(diào)，切換顯示對應(yīng)電流；9、LED點陣顯示，5，8×8點陣LED。216003DH-FUC新能源電池綜合特性測試儀主要實驗內(nèi)容1、了解太陽能電池的工作原理；2、測量太陽能電池的伏安特性曲線、開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子等特性參數(shù)；3、了解質(zhì)子交換膜電解池（PEMWE）的工作原理；4、了解質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的工作

17、原理；5、測量燃料電池的伏安特性曲線、開路電壓、短路電流、最大輸出功率以及轉(zhuǎn)化效率；6、觀察能量轉(zhuǎn)換過程：光能太陽能電池電能電解池氫能燃料電池電能。主要技術(shù)參數(shù)1、燃料電池功率：50100mW；2、燃料電池輸出電壓：5001000mV；3、電解池工作狀態(tài)：電壓< 2.5V 電流< 500mA；4、太陽能電池參數(shù)：14V/5W，短路電流0.4A；5、光源電功率：300W，位置上下可調(diào)，改變光強；6、電流源輸出：恒流：0400mA，三位半數(shù)顯；7、電流表：2A 和 200mA 兩檔, 三位半數(shù)顯；8、電壓表：20V 和 2V 兩檔，三位半數(shù)顯；9、功率可變電阻負載：09999.9；10

18、、用戶需自備去離子水或蒸餾水。10900序號產(chǎn)品名稱/型號產(chǎn)品配置/技術(shù)參數(shù)性能出廠價（元）4DH-NE-1新能源實驗系統(tǒng)主要實驗內(nèi)容1、測量太陽能電池的伏安特性曲線、開路電壓、短路電流、輸出功率、填充因子等特性參數(shù)；2、了解質(zhì)子交換膜電解池（PEMWE）的工作原理；3、了解質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的工作原理；4、測量燃料電池的伏安特性曲線、開路電壓、短路電流、最大輸出功率以及轉(zhuǎn)化效率；5、觀察能量轉(zhuǎn)換過程；6、太陽能充放電控制實驗；7、太陽能逆變帶載實驗。主要技術(shù)參數(shù)1、燃料電池功率：50100mW；2、燃料電池輸出電壓：5001000mV；3、電解池工作狀態(tài)：電壓：< 2.5

19、V 電流：< 500mA；4、太陽能電池：18V/5W，短路電流0.3A和14V/5W，短路電流0.4A各一塊；5、光源功率：300W，位置上下可調(diào)，改變光強；6、太陽能控制系統(tǒng)：控制器12V/10A，蓄電池12V/2.3Ah，逆變器DC12V-AC220V（500W），交直流LED負載 DC12V/2W（2只）和AC220V/2W（2只），直流電流表1A，直流電壓表25V，交流電壓表250V；7、電流源輸出：恒流：0400mA，三位半數(shù)顯；8、電流表：2A 和 200mA 兩檔, 三位半數(shù)顯；9、電壓表：20V 和 2V 兩檔，三位半數(shù)顯；10、功率可變電阻負載：09999.9。155

20、005DH6521太陽能電池基本特性測試儀太陽能電池是當今人類利用太陽能的一種直接手段，也是發(fā)展最快的一種能源利用產(chǎn)業(yè)。隨著太陽能的利用越來越普遍，太陽能電池的研究越來越被人們重視。通過本實驗項目，不僅可以提高學生的實驗技能，更能增強學生對太陽能電池特性以及太陽能利用的認識。主要實驗內(nèi)容1、測量太陽能電池正向偏壓時的伏安特性；2、測量太陽能電池光照條件下的輸出特性、以及開路電壓UOC、短路電流ISC、最大輸出功率Pmax、填充因子FF；3、太陽能電池的光照效應(yīng)。主要技術(shù)參數(shù)1、太陽能電池：單晶硅、多晶硅和非晶硅各1塊：60×60mm2，有效面積50×45mm2，開路電壓不低

21、于4V，閉路電流不小于15mA；2、光功率計：三位半數(shù)顯，量程200µW、2mW和20mW三檔可切換，數(shù)字按鍵檔位切換；光功率計傳感器采用高靈敏度光電二極管；3、電阻箱：099999.9，準確度0.1%，功率0.3W；4、測試儀：電壓表：2.000V、20.00V兩檔；電流表：2.000mA、200.0mA兩檔；05V可調(diào)直流電源，帶限流輸出功能；5、光源電功率：100W；6、光學導(dǎo)軌：長75cm；78006DH6521S太陽能電池特性及應(yīng)用實驗儀太陽能電池特性的測試是物理專業(yè)、材料科學專業(yè)、微電子學專業(yè)、光電子學專業(yè)等的一個基礎(chǔ)實驗項目。通過這個實驗項目，學生不僅能夠得到很好的實驗

22、技能的訓(xùn)練，也可以對固體物理、半導(dǎo)體物理等相關(guān)學科的理論知識更加深入理解。主要實驗內(nèi)容1、太陽能電池的暗特性測量；2、測量太陽能電池的開路電壓和光強之間的關(guān)系；3、測量太陽能電池的短路電流和光強之間的關(guān)系；4、太陽能電池的輸出特性測量；5、了解并掌握太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成及工程應(yīng)用；6、測量失配及遮擋對太陽能電池輸出的影響；7、太陽能電池對儲能裝置兩種方式充電實驗；8、太陽能電池直接帶負載實驗；9、加DC-DC匹配電源電壓與負載電壓實驗；10、DC-AC逆變與交流負載實驗。主要技術(shù)參數(shù)1、太陽能電池：單晶硅、多晶硅和非晶硅各1塊：60×60mm2，有效面積50×45mm2，開

23、路電壓不低于4V，閉路電流不小于15mA；2、光功率計：三位半數(shù)顯，量程200µw、2mw和20mW三檔，數(shù)字按鍵檔位切換； 3、光功率計傳感器采用高靈敏度光電二極管；4、精密電阻負載：099999.9，準確度0.1%；4、電壓表：2.000V和20.00V兩檔；5、電流表：2.000mA和200.0mA兩檔；6、可調(diào)直流電源0-8V，帶限流輸出功能；7、導(dǎo)軌安裝式光源：100W；8、精密光學導(dǎo)軌：長75cm，標尺分辨率1mm；9、上下可調(diào)式光源：300W；10、太陽能電池板12V，5W；11、負載組件：01K，2W；12、直流風扇：12V，1W； 13、直流LED負載：DC12V，

24、3W； 14、交流LED負載：AC220V，3W； 15、DC-DC升降壓模塊，輸入535V，輸出1.530V，1A；16、超級電容：2.3F，11V；17、蓄電池：12V，1.3AH；18、逆變器：DC12VAC220V，100W；19、蓄電池充電器：12V，1A。13500序號產(chǎn)品名稱/型號產(chǎn)品配置/技術(shù)參數(shù)性能出廠價（元）7DH6521A多功能太陽能電池綜合特性測試儀（可選配）太陽能電池特性的測試是物理專業(yè)、材料科學專業(yè)、微電子學專業(yè)、光電子學專業(yè)等的一個基礎(chǔ)實驗項目。通過這個實驗項目，學生不僅能夠得到很好的實驗技能的訓(xùn)練，也可以對固體物理、半導(dǎo)體物理等相關(guān)學科的理論知識更加深入理解。國

25、家實用新型專利：ZL2012 2 0031533.2主要實驗內(nèi)容1、開路電壓Uoc、閉路電流Isc測試；2、暗條件IV特性測試、光照條件IV特性測試；3、太陽能電池光譜響應(yīng)特性測試；4、計算填充因子FF； 5、太陽能電池溫度特性測試。主要技術(shù)特點1、采用高壓氙燈作為光源，與太陽光的光譜特性接近，而普通的白熾燈光源與太陽光譜偏離大；2、采用優(yōu)質(zhì)氙燈專用電源，紋波小，保證光源特性穩(wěn)定度高，而普通的白熾燈光源，受市電供電電壓因素影響，能量輸出漲落大；3、采用真正的商用太陽能電池，受光面積大，輸出功率大，信噪比大，測試誤差小；4、配置溫度拓展模塊，可研究溫度對太陽能電池的特性影響，并有效控制溫度漂移；

26、5、配置數(shù)據(jù)采集儀，可與計算機連接，進行數(shù)據(jù)測量和分析。主要技術(shù)參數(shù)1、采用150W高壓氙燈作為光源，配置透鏡光束準直設(shè)計，以達到平行光勻強入射條件；2、配置一組5種濾色片，研究太陽能電池光譜響應(yīng)特性；3、采用優(yōu)質(zhì)商用太陽能電池板，開路電壓不低于4V，閉路電流不小于15mA，有效面積可達500mm2；4、可調(diào)電阻負載范圍099999.9，電阻分辨率0.1；5、可調(diào)直流電源，輸出電壓范圍020V，最小分辨率0.1V；6、電壓表：2.000V、20.00V兩檔；電流表：2.000mA、200.0mA兩檔；7、可選拓展模塊有：太陽能電池控溫裝置、數(shù)據(jù)采集儀、光功率計等。18600溫度控制和測量裝置1、電加熱溫度箱，內(nèi)置太陽能電池板和測溫PT100傳感器；2、PI