大气物理参数测定主要包括风速、气压、温湿度和热辐射等,其中风度、气压的测定十分重要[1-2]。准确测量作业场所的风速和气压,可以全面掌握作业环境的通风状况,并可进一步针对作业场所通风条件采取相应措施,保障作业安全、舒适及人员健康[3]。监测和测量风速、气压等大气物理参数需要专用仪器仪表,如机械翼式风速表、三杯式风速传感器等各类风速仪表和传感器,以及空盒气压表、空盒气压计、数字型精密气压计等各类气压仪表和传感器。这些仪器仪表在出厂时都满足测量精度、允许误差等要求,但在工矿企业实际使用中,由于长时间磨损、碰撞、老化等原因,其精度会明显下降。因此,对于各类大气物理参数测量仪表,依据国家相关部门及规范要求[4-6],其使用说明中都会明确检定有效期。当接近使用期限或使用中发现测量精度出现较大偏差时,都应及时进行重新检定和校验。
仪器仪表的校准是检测检验类实验教学的重要内容之一[7],能够培养学生的观察能力、操作能力和分析处理数据的能力,是课程教学的重要环节。尤其物理学,它是一门基于观察与实验的基础科学,更应该从根本上落实学生实验综合能力的培养[8-10]。在“中学生走入大学实验室”实践活动中,设计了一组大气物理参数(风速、风压)测量仪校准实验,用于提高生产实践中相关大气物理参数测量精度,保证监测、测量数据的准确性。学生通过掌握科学的实验原理和方法,完成相关校准实验。实验过程中重视学生实践动手能力和严谨科学素养的培养。
1 实验部分
2 实验结果与分析
3 工程实践应用
4 结语
仪器仪表的校准是实验仪器使用管理中的一项重要工作,对提高科学实验或生产实践中测量数据的准确性十分重要。在“中学生走入大学实验室”实践活动中,设计开展相关大气物理参数测量仪校准实验,检验了测量精度并得出新的校准曲线和方程。校准实验在实践活动中具有较强的实用性及操作性,适合作为一个设计性实验面向广大学生开设。实验开展有利于锻炼学生综合运用现代实验仪器解决工程实际问题的能力,尤其是培养学生的观察能力、操作能力、创新能力和严谨认真的科学素养,为学生全面成长奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 周福宝,王德明,陈开岩.矿井通风与空气调节[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009.
[2] 韩礼泽,武锦涛,代玉强.五孔探针在气流速度测量中的应用[J].实验技术与管理,2021,38(1):48-52.
[3] 左树勋,裴晓东.职业危害与防护[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2015.
[4] 国家安全生产监督管理总局.矿用风速传感器:MT 448-2008[S].北京:2008.
[5] 国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程(2016)[M].北京:煤炭工业出版社.2016.
[6] 国家质量监督检验检疫总局.空盒气压表和空盒气压计检定规程:JJG 272-2007[S].北京,2007.
[7] 李增华,裴晓东,仲晓星.安全专业实验(1)[M].徐州:中国矿业大学出版社,2016.
[8] 赖佳颖,王铁桦,李希凡.架构实验能力框架引领实验教学改进[J].物理教学,2021,43(3):23-25.
[9] 李政,丁益民,杨翔宇,等.A-STEM视域下学生核心素养的培养:以“声音的特性”教学设计为例[J].物理教师,2022,43(2):7-9.
[10] 谢丽,李治,李春密.基于ADI的显性-反思性科学本质教学:以“自由落体运动”为例[J].物理教师,2022,43(2):14-17.
裴晓东1,2 林菲3
1. 中国矿业大学教育部安全工程专业虚拟教研室 2.中国矿业大学安全工程学院 3.江苏省侯集高级中学 |