LEYBOLD DIDACTIC GMBH Mode d`emploi 337 47 337 471 337
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1. Fig 5 La cam ra bien orient e voit deux reflets sur le bord gauche et sur le bord droit du d placement aussi au bord de la barrette CCD en haut relev des d placements en bas test de l intensit Le fond intensit du fond est alors de moins de 10 et l intensit des reflets de plus de 25 Pour la d termination des coordonn es des pixels affich es en haut les positions de l ar te gauche et de l ar te droite d un reflet sont additionn es Pour un calibrage ult rieur il suffit par ex d indiquer l cartement des deux reflets 3 2 3 Interf rences lors de l analyse des spectres En cas de mesure avec de la lumi re coh rente il se pose en principe le probl me des interf rences Avec Vid oCom il survient deux types d interf rences e La lumi re laser traverse des lentilles et la fen tre en verre de la barrette CCD cause de la grande longueur de coh rence de la lumi re laser il peut se produire une interf rence constructive et une inter f rence destructive par diffusion et r flexion Les variations de l intensit ainsi r sultantes sont au maximum d environ 5 voir fig 6 gauche Ces diffusions ne jouent plus aucun r le d cisif si par ex une r partition d intensit diffract e par un demi plan ar te est divis e par la r partition non diffrac t e voir fig 6 droite Lors de l analyse des spectres d une diffraction par une fente ou par des fentes multiples ces var2. l aide d une paire de ciseaux est facile placer sur un grand nombre de corps par ex autour de la languette interruptrice d un chariot ou autour d un pendule droit pour ainsi permettre le relev du d placement de ces corps De bons r sultats de mesure ne s obtiennent que si la feuille est propre et intacte Ne pas faire des bandes trop courtes La bande devrait correspondre une largeur d environ 0 5 1 de toute la lon gueur totale du trajet La hauteur de la bande est d cisive pour la mise au point sans probl me de Vid oCom et devrait cor respondre moins 5 de la longueur du trajet Plus la bande est haute plus Vid oCom atteint facilement le reflet et moins Vid oCom a de mal projeter simultan ment un reflet au bord gauche de l image et un autre au bord droit sur la barrette CCD donc suivre le reflet sur la totalit de la zone de d placement 3 4 Logiciel Pour installer le logiciel il faut un ordinateur bien configur avec le syst me d exploitation Windows 95 ou Windows NT L installation est assur e par le programme SETUP EXE sur la disquette apr s la s lection de la langue de son choix et du r pertoire o doit tre install le programme Apr s l installation les programmes pour le relev des d place ments et pour l analyse de spectres sont disponibles dans le menu de lancement sous Programmes gt Vid oCom Si Vid oCom n a pas t trouv au lancement du logici
3. pour max deux mobiles rep rables inf rieure 1 r glable jusqu environ 16 V et applicable par commande par le programme r sistance n cessaire de l aimant gt 80 Q prot g e contre les surcharges raccord s rie Sub D 9 12 V env 130 mm x 105 mm x 110 mm avec l objectif env 0 6 kg 2 2 Feuille r flectrice 337 471 La feuille autocollante r fl chit la lumi re incidente bien sur soi m me principe du miroir triple Vid oCom distingue ce reflet du fond par une mesure de l intensit et saisit de cette fa on la position de la feuille voir fig 5 L clairage stroboscopique LEDs joue un r le d cisif en tant que source lumineuse car c est exactement l que la feuille renvoie la lumi re Dimensions env 150 mm x 210 mm env DIN A5 2 3 Corps pour l tude de la chute libre avec Vid oCom 337 472 voir fig 3 2 bandes de feuille r flectrice une distance de 200 mm 0 2 mm N B Les deux bandes facilitent le calibrage de la distance d une mesure ainsi que si d sir la lin arisation de la re pr sentation optique sur la barrette CCD Dispositif pour la fixation l aimant de maintien par ex 336 21 Fig 3 Corps pour l tude de la chute libre avec Vid oCom 337 472 3 Utilisation 3 1 Mise en service e Mat riel suppl mentaire n cessaire Adaptateur secteur enfichable 12 V avec fiche creuse par ex 562 791 Tr pied par ex 300 59 pour une manipula
4. de disponible Il est indispensable de bien tudier cette aide voire si besoin est de l imprimer h LEYBOLD f LEYBOLD DIDACTIC GMBH 337 47 337 471 337 472 Mode d emploi Vid oCom Feuille r flectrice catadioptre Corps pour l tude de la chute libre avec Vid oCom Fig 1 1 Remarques de s curit e N utiliser que l adaptateur secteur enfichable 12 V avec fiche creuse par ex 562 791 pour l alimentation en tension e Le fonctionnement de la cam ra n est pas garanti contre jour ou en plein air e L objectif de la cam ra et la barrette CCD doivent tre propres Ne nettoyer la barrette CCD qu avec un chiffon en coton imbib d alcool e Ranger la feuille r flectrice catadioptre dans un endroit frais et sec et ne pas la rayer Nettoyer la feuille l aide d un chiffon doux seulement avec de l eau chaude laquelle auront t ajout es quel ques gouttes d un d tergent de type commercial e Ne faire tomber le corps pour l tude de la chute libre que sur un Support amortissant les chocs e Compatibilit lectromagn tique Les directives europ ennes relatives la compatibilit lectromagn tique obligent le fabricant d appareils lectro niques informer les utilisateurs sur les perturbations sus ceptibles de survenir Les perturbations mentionn es ci apr s ne sont n anmoins pas syst matiques De r elles perturbations sont tr s peu vraisemblables Vi
5. de la mesure possibilit de commande distance partir de l ordinateur Cadran cristaux liquides pour l affichage de la mise au point avec une aide pour le r glage Bouton poussoir MODE pour la s lection de l intervalle de temps et la commutation entre la mesure de la position et de l intensit possibilit de commande distance partir de l ordinateur Bouton poussoir ttep pour le r glage manuel de l intensit de l clairage stroboscopique possibilit de commande distance partir de l ordinateur Paire de douilles de s curit de 4 mm pour le branchement d un aimant de maintien D Fiche pour le r glage de la tension aux contacts jusqu env 16 V D Raccord s rie 9 p les pour le branchement un ordina teur par le c ble fourni 5 D Filetage pour la fixation de l appareil Inclus au mat riel livr Tige support 107 mm de long avec filetage pour la fixation de l appareil 4 C ble s rie 9 p les Adaptateur PC de 9 25 p les D Feuille r flectrice catadioptre autocollante format A5 Cl pour vis six pans creux 1 5 mm pour d visser l objectif D Disquette avec logiciel Vid oCom pour Windows 95 et Windows NT Principe de mesure Pour le relev des d placements d un ou plusieurs mobiles coller une bande de feuille r flectrice feuille de rechange 337 471 sur chacun d eux Les positions r elles du mobile sont identifi es et rep r es par Vid oCom g
6. r fl chie par le rail du banc coussin d air il suffit alors de modifier la hauteur de Vid oCom et donc l angle d incidence de la lumi re projet e 3 2 2 Mise au point de Vid oCom pour l analyse des spectres Pour les exp riences optiques Vid oCom peut s utiliser sur un banc d optique l aide de la tige support fournie Suivant l ex p rience l objectif peut s enlever avec la cl pour vis six pans creux 3 Une fois Vid oCom r gl sur analyse des spectres par le logiciel ou avec le bouton poussoir MODE la r parti tion d intensit mesur e est sch matis e dans la ligne en bas de l cran cristaux liquides Pour obtenir des r sultats d exp riences satisfaisants il doit tre r alis un ajustage minutieux des axes du montage optique On commence pour cela par la source lumineuse c t gauche et Vid oCom c t droit La source lumineuse par ex laser et Vid oCom devraient tre orient s de fa on tre tous les deux sur laxe optique Les autres composants sont mettre en place peu peu de gauche droite tout en veillant ce que l axe optique soit conserv Il faut en plus bien faire attention ce que avant l objet de diffraction la marche des rayons soit aussi parall le que possible Remarque Vid oCom mesure seulement les intensit s d une ligne La lumi re qui incide en biais du haut vers le bas en traversant l objectif n atteint pas la barrette CCD
7. Physique Chimie Biologie Technique 8 97 Hund 337 472 gt Vid oCom 337 47 est une cam ra pr vue pour tre connec t e au raccord s rie d un ordinateur Elle enregistre avec une barrette CCD Charge Coupled Device des informations sus ceptibles d tre trait es et exploit es l ordinateur par l inter m diaire du logiciel livr Elle permet d effectuer distance des relev s de haute pr cision de mouvements lin aires ainsi qu une mesure relative de l intensit lumineuse d un spectre Le corps pour l tude de la chute libre avec Vid oCom 337 472 convient pour la d termination de l acc l ration gra vitationnelle due la pesanteurg Exemples d exp riences e Mouvement uniforme et acc l r sur un rail par ex quation du mouvement de Newton d finition du Newton e Pendule droit aussi plusieurs pendules coupl s e Exp riences sur le choc aussi v rification de la troisi me loi de Newton se rapportant au principe de l action et de la r ac tion e Chute libre e Diffraction par une fente par des fentes multiples et par un r seau e Diffraction par un demi plan ar te e Courbes de transmission par filtres Remarque Pour une utilisation optimale de Vid oCom il est indispensable de conna tre le logiciel appropri afin de pouvoir s en servir cor rectement Il y a dans ce but une aide d taill e sp cifique au contexte avec des possibilit s de recherche
8. a barrette CCD utilis e a 2048 pixels La coordonn e de l ar te gauche L et celle de l ar te droite R d un mobile sont donc entre 0 et environ 2000 Cela correspond une pr cision d environ 0 5 mm La somme L R entre 0 et environ 4000 caract rise le centre du mobile dont la position peut tre relev e m me pour une courte distance de 0 25 mm D placement horizontal e Positionner chaque fois un reflet sur le bord gauche et un sur le bord droit du d placement donc en tout deux reflets s il ny a qu un seul reflet il faut alors proc der une nouvelle fois aux tapes suivantes e installer Vid oCom vue d oeil devant le d placement paral l lement celui ci e choisir un loignement gal environ le double de la longueur du trajet e choisir la hauteur de telle sorte qu au moins un reflet soit affi ch sur le cadran e le deuxi me reflet peut encore tre hors du champ de vision augmenter l loignement ou se trouver en dessus en des sous de la ligne de vision faire basculer sur le c t e finalement les deux reflets devraient se trouver bien sur le bord gauche et sur le bord droit du cadran voir fig 5 une l g re modification de l ajustage ne devrait donc plus avoir de r percussions e calibrer en distance l cartement des pixels par la mention de la position des deux reflets dans le logiciel D placement vertical chute libre e Accrocher le corps pour l tud
9. branch se r gle normalement automatiquement pour la mesure de la position et est affich sur le cadran Il peut aussi se sp cifier manuellement avec le bouton poussoir ttep La sp cification manuelle dure jusqu ce que l automa tisme ait t r activ par le bouton poussoir MODE Le bouton poussoir START STOP contr le le relev des valeurs mesur es dans l ordinateur branch et enclenche ou coupe la tension aux contacts de l aimant de maintien pour le relev des d placements Les fonctions de Vid oCom d crites jusqu pr sent peuvent tre enti rement ex cut es partir du logiciel 3 2 1 Mise au point de Vid oCom pour le relev des d placements Pour le relev des d placements voir fig 4 la cam ra cher che les reflets de la feuille r flectrice voir aussi 3 3 Lorsqu elle les a trouv s leur nombre leur largeur maximale en ainsi que leur position sont affich s sur le cadran cristaux liquides D de Vid oCom L ouverture du diaphragme de l objectif doit ici tre minimale et le r glage de l loignement sur l objectif sur la position infini cela suffit en g n ral cause de la grande pr cision en profondeur Pour tout autre ajustage voici com ment proc der Fig 4 Les conditions optiques pour Vid oCom avec une distance focale de 50 mm et un mobile d plac une distance de 2 m Dans ce cas le d placement peut tre suivi sur une longueur d environ 1 1 m L
10. d oCom met plus de rayonnement lectromagn tique que pr vu dans la classe de valeur limite B de la norme EN 50 081 1 et EN 55 022 norme domestique Il correspond la classe de valeur limite A norme industrielle et ne doit tre utilis sans restriction qu en dehors des zones habita bles Si malgr la limitation de l emploi la salle sp ciali s e d un atelier de formation il venait survenir des per turbations lectromagn tiques dans les zones habitables environnantes l utilisateur est en droit d exiger qu il soit pris des mesures appropri es et que tout soit mis en oeuvre pour la suppression de ces perturbations 2 Description caract ristiques techniques fournitures Fig 2 Vid oCom 337 47 2 1 Vid oCom 337 47 voir fig 2 1 Objectif de 50 mm fix au bo tier avec vis t te creuse Eclairage stroboscopique par LEDs disposer sur l objectif la fr quence et l intensit sont r glables branchement la douille cliquet Prise de connexion pour la tension d alimentation 12 V issue de l adaptateur secteur enfichable avec fiche creuse par ex 562 791 Bulle de niveau pour v rifier que Vid oCom est bien la verticale par ex pour la d termination de g avec le corps pour l tude de la chute libre 337 472 Douille cliquet pour le branchement de l clairage stro boscopique LEDs Bouton poussoir START STOP pour le lancement et l arr t
11. e de la chute libre 337 472 l aimant de maintien pour cela r gler une tension de l ai mant de maintien aussi faible que possible avec la tige de r glage D pour que le lancement de la mesure et la chute libre s effectuent quasiment en m me temps e mettre Vid oCom bien d aplomb se servir de la bulle de niveau e choisir comme loignement environ le double de la hauteur de chute e choisir une orientation telle que les deux reflets soient bien dans le domaine sup rieur de l cran cristaux liquides O une l g re modification de l ajustage ne devrait donc plus avoir de r percussions e calibrer l cartement des pixels par la mention de la position des deux reflets 0 m et 0 2 m dans le logiciel id oCom Mouvements Remarque S il n est pas possible de proc der la mise au point de Vid o Com parce qu il ny a pas assez ou trop de reflets de rep r s par ex suite un clairage d favorable le logiciel pour le relev des d placements donne la possibilit de repr senter les intensit s mesur es test de l intensit Une r partition d in tensit typique montre un pic dau moins 25 pour chaque reflet ainsi qu un fond de max 10 voir fig 5 Les pi ces m talliques d nud es dans le champ de vision de Vid oCom ne g nent pas dans la mesure o la lumi re r fl chie par celles ci n atteint pas Vid oCom Si cela venait n an moins se produire par ex de la lumi re
12. el cela est signal par un message d erreur appropri causes ventur elles alimentation en tension ou c ble s rie mal branch mauvais raccord s rie Le raccord s rie peut tre modifi avec la touche F5 fen tre R glages gt fen tre G n ralit s Enregistrer les nouvelles sp cifications enregistre ce chan gement Le logiciel peut tre nouveau d sinstall dans la commande du syst me sous Logiciel Les deux programmes comprennent une aide exhaustive pour toutes les fonctions Cette aide peut tre appel e avec F1 une fois les programmes lanc s Elle comprend des informations et des consignes pour l exp rimentation Veuillez viter d avoir recours notre num ro d urgence 49 2233 604207 pour poser vos questions tant que vous n avez pas lu ces aides D ventuelles mises jour du logiciel extensions corrections d erreurs sont disponibles gratuitement dans notre serveur Internet sous http www leybold didactic de LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 e mail info leybold didactic de by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved
13. iations peuvent n anmoins survenir de fa on perturbatrice dans l intensit donn e e Une lumi re coh rente de longueur d onde variable atteint diff rents pixels de la barrette CCD Entre la surface de la barrette CCD et la couche photosen sible il y a encore une fine couche de quelques um d paisseur Par interf rence aupr s de cette fine couche l intensit qui arrive sur la couche photosensible change Ce changement est fonction de la longueur d onde et se refl chit par ex dans la r partition d intensit mesur e dans le premier ordre de diffraction d un r seau voir fig 7 gauche Mais ici aussi les interf rences ne jouent plus aucun r le d cisif si par ex une r partition d intensit filtr e est divis e par une r partition d intensit non filtr e voir fig 7 droite Fig 6 R partition d intensit mesur e d un faisceau laser largi par des lentilles gauche courbe noire et r partition d intensit relative correspondante apr s la diffraction par un demi plan droite rapport courbe grise courbe noire Fig 7 R partition d intensit mesur e dans le premier ordre de diffraction d un r seau gauche courbe noire et r partition d intensit relative correspondante apr s un filtre courbe de transmission par filtre droite rapport courbe grise de gauche courbe noire 3 3 Feuille r flectrice catadioptre Une bande de cette feuille r flectrice coup e par ex
14. r ce aux clairs mis par les LEDs r fl chis sur les bandes catadioptres Vid oCom peut analyser les mouvements lin aires d appareils pour l ex p rimentation existants d j tels que le rail et le pendule Pour l analyse de spectres Vid oCom effectue une mesure relative de l intensit lumineuse sur 8 bits r partis sur 2048 pixels La mesure et l exploitation sont effectu es par le biais du logi ciel fourni et de ses aides multiples Caract ristiques techniques Pixels photosensibles Distance focale de l objectif Temps d exposition Dur e de l clairage Intensit du fond max autoris e pour des mesures de la distance Pr cision quant la distance Longueur de trajet max enregistrable mobiles rep rables simultan ment meilleure pr cision dans le temps Diffusion pour la mesure de l intensit Tension de l aimant de maintien Branchement l ordinateur Alimentation lectrique Dimensions Ixhxp Poids 2048 50 mm 1 800 s constant 1 8000 s 1 800 s automatique ou r glable manuellement environ 10 la mesure de la distance n est donc pas garan tie contre jour ou en plein air environ 1 4000 ce qui corres pond 0 25 mm pour 1 m de longueur enregistrable soit une distance d environ 2 m en g n ral environ 2 5 m et bien au del encore pour un fond assombri par ouverture du diaphragme de l objectif max 10 80 images la seconde
15. tion plus pratique Aimant permanent 336 21 ou de 337 50 ou 337 30 pour la syn chronisation du lancement du mouvement et de la mesure Ordinateur au minimum un 486 DX 2 66 avec Windows 95 ou Windows NT e Avant la premi re mise en service installer le logiciel sur le disque dur voir paragraphe 3 4 e est imp ratif d quiper Vid oCom de l clairage strobosco pique pour les exp riences sur les mouvements e Coller une bande de feuille r flectrice catadioptre 4 sur les mobiles destin s l tude du mouvement voir paragraphe 3 3 e Connecter Vid oCom au raccord s rie et proc der la mise en route par application de la tension N B Le logiciel transmet un message d erreur en cas de branchement incorrect e Proc cer la mise au point voir paragraphe 3 2 l ajustage et au calibrage voir paragraphe 3 2 1 ou 3 2 2 de Vid o Com et r aliser puis exploiter la mesure 3 2 Vid oCom Vid oCom conna t deux modes de service diff rents relev des d placements et analyse de spectres avec plusieurs modes de sous fonctionnement divers intervalles de temps pour le re lev des d placements et divers nombres de pixels pour l ana lyse de spectres Le mode de service s lectionn est affich sur le cadran cristaux liquides Le bouton poussoir MODE assure le passage cyclique d un mode de service l autre Le temps d clairage des LEDs alors que l clairage stroboscopique LEDs est
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