桐庐县富春高中创新实验室建设方案

1、桐庐县富春高中创新实验室建设方案 设计者：富春高级中学研究性学习小组2015.5桐庐县富春高中创新实验室建设方案一、创建理念：创新实验室的建设，旨在促进探索创新型人才培养的新模式，促进探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导以学生为主体的人才培养和研究性学习教学改革，调动学生学习的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，同时在项目实践中逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，提高学生创新实践的能力。 二、主要目标富春高中创新实验室的建设将以原有的探究实验室为基础，通过对原有项目拓展，原有设备的增置，师资力量的加强。逐步成为学生学科知识验证性实验，科学研究探究性实验，科技活动中创新实

2、验的重要场所，让更多的学生走进创新实验室，也让更多的老师热爱创新实验室，让更多的学校领导来关心理解创新实验室。创造一个全校师生人人关注科技创新的良好氛围。三、创建设想为了更好的开展学校科技活动，丰富学校科技的活动内容，让更多的学生参与，学校拟创建科学创新实验室，充分利用已定场所及师资，再配备相关探究式课程资源及系列器材装备，就能更好提供培养的学生的科学素养和创新能力科学活动场所，我们创新实验室的主题为：新能源的利用与开发。（相关背景：桐庐天霸光电是我们当地新能源利用与开发特别有影响力的一家企业，该企业有很多的新能源专利新产品，所以我校将其合作进一步对新能源利用进行研究。）所以我们的创新实验室将

3、如下设计：如图1-1. 1.配合主题增添数字化实验设备（背景：我校在2010年研究性学习课题：温差发电由于当时我们借用电脑散热原理，创造了当时国内用半导体电堆温差发电电动势的极高值3.0V，而获杭州市一等奖，次年增压给水系统的自动化控制，和2014年的探究安全电流均获杭州市一等奖。这些研究都离不开现代化的测量工具，所以我们想新的创新实验室将增添数字化传感器设备。以下总预算136400元 序号设备名称技术参数数量单位单价总价1数据采集器与计算机USB接口通讯，无须外接电源，最大采样率80K；可根据实验教学需要，选择接插有线接口或无线接收实现与传感器通讯；支持有线/无线状态下的四通道并行采集10台

4、2600.00 260002采集器有线接口采用连线方式接入四种相同或不同的传感器并支持四通道并行采集，全数字通道，采用BT自锁接口，与数据采集器接插使用10只1000.00 100003附件含USB通讯线1条、传感器线4条、转接器4只、技术资料等10套150.00 15007温度传感器A量程：-20+130；分度：0.1；不锈钢探针，可测各种物体或溶液的温度，传感器自带硬件调零按钮并支持硬件调零功能；支持与采集器的有线通讯、无线通讯和独立数据显示三种工作方式；传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只580.00 58008压强传感器A量程：0 k

5、Pa 300 kPa；分度：0.1 kPa；可用于直接测量气体的绝对压强；传感器自带硬件调零按钮并支持硬件调零功能；支持与采集器的有线通讯、无线通讯和独立数据显示三种工作方式；传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只1180.00 118009声波传感器能测量声音的波形，研究声音的频率、周期、振幅等特征；频率量程：20Hz20kHz，支持与采集器的有线通讯、无线通讯工作方式10只500.00 500010多量程电流传感器测量范围：-2A+2A；分度：0.01A测量范围：-200mA+200mA；分度：1mA测量范围：-20mA +20mA；分度：

6、0.1 mA通过按钮切换量程。传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只640.00 640011微电流传感器量程：-1A+1A；分度：0.01A，传感器自带硬件调零按钮并支持硬件调零功能；支持与采集器的有线通讯、无线通讯和独立数据显示三种工作方式；传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只610.00 610012多量程电压传感器测量范围：-20V+20V；分度：0.01V测量范围：-2V+2V；分度：0.001V测量范围：-0.2V+0.2V；分度：0.1mV支持与采集器的有线通讯、无线通讯和独立数

7、据显示三种工作方式；传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只540.00 540013磁感应强度传感器量程：-100mT+100 mT；分度：0.01 mT，传感器自带硬件调零按钮并支持硬件调零功能；支持与采集器的有线通讯、无线通讯和独立数据显示三种工作方式；传感器连接线BT自锁接口具有方向性和自锁功能，可以防止传感器脱落保证数据传输稳定。10只640.00 640014静电计测量范围：-100nC+100 nC；分度：1 nC，用于测量静电电荷电量。自带液晶显示屏，可独立使用并显示测量结果。也可通过无线传输方式与计算机进行通讯10套139013

8、90015地磁场发电机由专用底座、矩形线圈、连接轴承组成，线圈可自由旋转，与微电流传感器配合使用，测量线圈旋转时产生的交流电10套450450016安培力实验器V1.0由强力磁性底座、矩形线框、挂钩、支架组成，配合电流传感器和力传感器使用，研究安培力与导线长度和供电电流的关系10套980980017法拉第电磁感应实验器由底座、活动线圈、磁铁、光电门传感器组成，通过内置传感器测量数据，直接与计算机USB口通讯；可完成在磁感强度不变的条件下，动生电动势与运动速度的关系实验10套238023800学生实验桌排布参考方案见图1(单位：mm)。实验室效果图2.成套实验桌加电脑： 3350*10=3350

9、0元3.新能源利用研究设备包括：1）。DH-WP-1多功能风力发电实验仪 37900元2）。XZG-DHLED多功能特性测试与应用实验仪 21600元3）. DH-FUC新能源电池综合特性测试仪 10900元4）. DH-NE-1新能源实验系统 15500元5）. DH6521太阳能电池基本特性测试仪 7800元6）. DH6521S太阳能电池特性及应用 13500元7）. DH6521A多功能太阳能电池综合特性 测试仪 18600元温度控制和测量装置 3800元光功率计 2800 元 数据采集仪 4380 元 二项合计： 169980元其它电子配件：5000元 总计： 311380元1DH-

10、WP-1多功能风力发电实验仪风能是太阳辐射下空气流动所形成的。把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风能发电。截止2010年底，全球风力发电量占世界电力总发电量的1.92%。中国风电2010年新增装机容量占全球新增装机容量48%，超过美国，成为世界第一大风电市场。风电是我国“十二五”期间国家重点支持的领域，是重要的战略新兴产业，具有广阔的发展前景。该实验仪包括风源、风速计（通过支架安装在导轨上）、风轮（由轮毂和叶片构成）、三相交流永磁同步发电机、整流滤波电路、测量电路、电能的存储与利用电路、带标尺的导轨。其中的整流滤波电路、电能的存储与利用电路中的所有电学元件及测量电路中的可变负

11、载插在“九孔插板”上并通过该插板实现连接，实现即插即用、方便快捷搭建电路的目的。国家实用新型专利：201120422001.7主要实验内容1、电路连接与测试实验；2、电能的利用与存储实验；3、用风速仪测量轨道上不同位置的风速；4、风速与风力发电机（简称风机）输出功率关系实验；5、叶片桨距角与风机的输出功率关系实验；6、叶片长度与风机的输出功率关系实验；7、叶片数量与风机的输出功率关系实验；8、叶片形状与风机的输出功率关系实验；9、负载与风机输出功率关系实验；10、风速，风轮转速，发电机电动势之间关系实验；11、异型3叶片风轮叶尖速比与功率系数关系实验；12、切入风速到额定风速区间功率调节实验；

12、13、额定风速到切出风速区间变桨距调节实验；14、叶片数量、桨距角、形状对“叶尖速比与功率系数关系”影响实验（由学生自行设计实验方案）。实验内容说明：完成所有实验需要6学时左右，并要求学生课前充分预习。若只开3学时的普物实验，建议只做从第3项到第10项实验内容，视学生能力情况全选或部分选择。第1项实验内容可由实验教师在实验课前连好电路并完成测试，第2项实验内容可作为教师课堂讲解时的演示内容。后面从第11项实验开始，除作为一般性实验（详细给出学生实验操作方法和步骤）外，还可根据课程性质和要求在完成前面实验基础上，只给出实验题目，让学生自行设计实验方案并总结，使其成为“设计性、研究性”实验。主要技

13、术特点1、智能电表显示；电学元件九孔板自由插拔连接；发电机负载连续可调；同一轮毂可进行叶片的长度、角度、数量等调节；多种可更换翼型。2、随机配备风速计、多功能充放电器、实验指导及操作说明书；转速仪、万用表选配；示波器实验室自备。主要技术参数1、测量重复性相对误差5%。2、轨道规格：长100cm；宽12 cm；高12 cm。3、轴流风机220V市电供电，功率65w；风口直径26cm；转速1400转/分钟；噪音小于55dB。4、轨道上可测最大风速：6.2m/s。37900序号产品名称/型号产品配置/技术参数性能出厂价（元）2XZG-DHLED多功能特性测试与应用实验仪本实验仪与徐州工程学院联合研制

14、。是光伏、光电、电子技术等专业的专业教学仪器和实验装置。随著光电子科学的发展，LED作为一种新型节能光源大量应用在各个领域。该仪器紧密配合理论教学，结合目前LED发光二极管及其特性要求，对提高大专院校学生实际理解和操作能力有很大的帮助。可以通过本实验仪的一系列实验了解LED发光二极管的光、电基本特性，帮助学生掌握LED器件的特性测量和应用方法。 由温度控制器、光强分布测试架、测试电源、混色实验系统以及点阵显示实验系统构成，主要用于完成：（1）LED的伏安特性实验；（2）LED的电光转换曲线测试实验；（3）LED的光强空间分布实验；（4）LED混色实验；（5）LED的温度特性实验；（6）LED矩

15、阵显示实验；二项国家实用新型专利：ZL201220040751.2；ZL201220040710.3主要技术特点1、采用半导体制热和制冷，温度范围可以覆盖070；测试样品可以自由更换。2、采用高精度和高稳定度LED轴向光强计测试LED的光强分布。3、在光学导轨上完成LED一维光强分布实验，角度分辨率为0.1°，样品可自由更换。4、增加了LED混色实验和点阵显示等应用性实验。主要技术参数1、稳压电源05V（350mA）连续可调，显示分辨率0.01V；2、恒流源0400mA连续可调，显示分辨率分别为1mA；3、电压表02V和020V两档，测试分辨率分别为1mV和10mV；4、电流表020

16、0A，02mA ，020mA，02A四档显示；5、温度控制器：070，控温电流04A可调；6、光强计0.1mcd199.9×1000mcd，分四档；7、LED的光强分布特性测试角度最小分辨率0.1°；8、LED混色实验，三路电流均可调，切换显示对应电流；9、LED点阵显示，5，8×8点阵LED。216003DH-FUC新能源电池综合特性测试仪主要实验内容1、了解太阳能电池的工作原理；2、测量太阳能电池的伏安特性曲线、开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子等特性参数；3、了解质子交换膜电解池（PEMWE）的工作原理；4、了解质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作

17、原理；5、测量燃料电池的伏安特性曲线、开路电压、短路电流、最大输出功率以及转化效率；6、观察能量转换过程：光能太阳能电池电能电解池氢能燃料电池电能。主要技术参数1、燃料电池功率：50100mW；2、燃料电池输出电压：5001000mV；3、电解池工作状态：电压< 2.5V 电流< 500mA；4、太阳能电池参数：14V/5W，短路电流0.4A；5、光源电功率：300W，位置上下可调，改变光强；6、电流源输出：恒流：0400mA，三位半数显；7、电流表：2A 和 200mA 两档, 三位半数显；8、电压表：20V 和 2V 两档，三位半数显；9、功率可变电阻负载：09999.9；10

18、、用户需自备去离子水或蒸馏水。10900序号产品名称/型号产品配置/技术参数性能出厂价（元）4DH-NE-1新能源实验系统主要实验内容1、测量太阳能电池的伏安特性曲线、开路电压、短路电流、输出功率、填充因子等特性参数；2、了解质子交换膜电解池（PEMWE）的工作原理；3、了解质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理；4、测量燃料电池的伏安特性曲线、开路电压、短路电流、最大输出功率以及转化效率；5、观察能量转换过程；6、太阳能充放电控制实验；7、太阳能逆变带载实验。主要技术参数1、燃料电池功率：50100mW；2、燃料电池输出电压：5001000mV；3、电解池工作状态：电压：< 2.5

19、V 电流：< 500mA；4、太阳能电池：18V/5W，短路电流0.3A和14V/5W，短路电流0.4A各一块；5、光源功率：300W，位置上下可调，改变光强；6、太阳能控制系统：控制器12V/10A，蓄电池12V/2.3Ah，逆变器DC12V-AC220V（500W），交直流LED负载 DC12V/2W（2只）和AC220V/2W（2只），直流电流表1A，直流电压表25V，交流电压表250V；7、电流源输出：恒流：0400mA，三位半数显；8、电流表：2A 和 200mA 两档, 三位半数显；9、电压表：20V 和 2V 两档，三位半数显；10、功率可变电阻负载：09999.9。155

20、005DH6521太阳能电池基本特性测试仪太阳能电池是当今人类利用太阳能的一种直接手段，也是发展最快的一种能源利用产业。随着太阳能的利用越来越普遍，太阳能电池的研究越来越被人们重视。通过本实验项目，不仅可以提高学生的实验技能，更能增强学生对太阳能电池特性以及太阳能利用的认识。主要实验内容1、测量太阳能电池正向偏压时的伏安特性；2、测量太阳能电池光照条件下的输出特性、以及开路电压UOC、短路电流ISC、最大输出功率Pmax、填充因子FF；3、太阳能电池的光照效应。主要技术参数1、太阳能电池：单晶硅、多晶硅和非晶硅各1块：60×60mm2，有效面积50×45mm2，开路电压不低

21、于4V，闭路电流不小于15mA；2、光功率计：三位半数显，量程200µW、2mW和20mW三档可切换，数字按键档位切换；光功率计传感器采用高灵敏度光电二极管；3、电阻箱：099999.9，准确度0.1%，功率0.3W；4、测试仪：电压表：2.000V、20.00V两档；电流表：2.000mA、200.0mA两档；05V可调直流电源，带限流输出功能；5、光源电功率：100W；6、光学导轨：长75cm；78006DH6521S太阳能电池特性及应用实验仪太阳能电池特性的测试是物理专业、材料科学专业、微电子学专业、光电子学专业等的一个基础实验项目。通过这个实验项目，学生不仅能够得到很好的实验

22、技能的训练，也可以对固体物理、半导体物理等相关学科的理论知识更加深入理解。主要实验内容1、太阳能电池的暗特性测量；2、测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系；3、测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系；4、太阳能电池的输出特性测量；5、了解并掌握太阳能发电系统的组成及工程应用；6、测量失配及遮挡对太阳能电池输出的影响；7、太阳能电池对储能装置两种方式充电实验；8、太阳能电池直接带负载实验；9、加DC-DC匹配电源电压与负载电压实验；10、DC-AC逆变与交流负载实验。主要技术参数1、太阳能电池：单晶硅、多晶硅和非晶硅各1块：60×60mm2，有效面积50×45mm2，开

23、路电压不低于4V，闭路电流不小于15mA；2、光功率计：三位半数显，量程200µw、2mw和20mW三档，数字按键档位切换； 3、光功率计传感器采用高灵敏度光电二极管；4、精密电阻负载：099999.9，准确度0.1%；4、电压表：2.000V和20.00V两档；5、电流表：2.000mA和200.0mA两档；6、可调直流电源0-8V，带限流输出功能；7、导轨安装式光源：100W；8、精密光学导轨：长75cm，标尺分辨率1mm；9、上下可调式光源：300W；10、太阳能电池板12V，5W；11、负载组件：01K，2W；12、直流风扇：12V，1W； 13、直流LED负载：DC12V，

24、3W； 14、交流LED负载：AC220V，3W； 15、DC-DC升降压模块，输入535V，输出1.530V，1A；16、超级电容：2.3F，11V；17、蓄电池：12V，1.3AH；18、逆变器：DC12VAC220V，100W；19、蓄电池充电器：12V，1A。13500序号产品名称/型号产品配置/技术参数性能出厂价（元）7DH6521A多功能太阳能电池综合特性测试仪（可选配）太阳能电池特性的测试是物理专业、材料科学专业、微电子学专业、光电子学专业等的一个基础实验项目。通过这个实验项目，学生不仅能够得到很好的实验技能的训练，也可以对固体物理、半导体物理等相关学科的理论知识更加深入理解。国

25、家实用新型专利：ZL2012 2 0031533.2主要实验内容1、开路电压Uoc、闭路电流Isc测试；2、暗条件IV特性测试、光照条件IV特性测试；3、太阳能电池光谱响应特性测试；4、计算填充因子FF； 5、太阳能电池温度特性测试。主要技术特点1、采用高压氙灯作为光源，与太阳光的光谱特性接近，而普通的白炽灯光源与太阳光谱偏离大；2、采用优质氙灯专用电源，纹波小，保证光源特性稳定度高，而普通的白炽灯光源，受市电供电电压因素影响，能量输出涨落大；3、采用真正的商用太阳能电池，受光面积大，输出功率大，信噪比大，测试误差小；4、配置温度拓展模块，可研究温度对太阳能电池的特性影响，并有效控制温度漂移；

26、5、配置数据采集仪，可与计算机连接，进行数据测量和分析。主要技术参数1、采用150W高压氙灯作为光源，配置透镜光束准直设计，以达到平行光匀强入射条件；2、配置一组5种滤色片，研究太阳能电池光谱响应特性；3、采用优质商用太阳能电池板，开路电压不低于4V，闭路电流不小于15mA，有效面积可达500mm2；4、可调电阻负载范围099999.9，电阻分辨率0.1；5、可调直流电源，输出电压范围020V，最小分辨率0.1V；6、电压表：2.000V、20.00V两档；电流表：2.000mA、200.0mA两档；7、可选拓展模块有：太阳能电池控温装置、数据采集仪、光功率计等。18600温度控制和测量装置1、电加热温度箱，内置太阳能电池板和测温PT100传感器；2、PI