Meteorologie - základní měření Mgr. Miluše Hamplová EU OPVK ICT2-2/ICT15 Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-2/ICT15 ŠkolaZákladní škola Olomouc, Heyrovského 33 Číslo projektuCZ.1.07/1.4.00/ Název projektuMáme šanci číst, zkoumat a tvořit AnotaceŽáci si upevní a prohloubí znalosti při samostatné práci AutorMgr. Miluše Hamplová NázevMeteorologie – základní měření Očekávaný výstupProcvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - oborVolitelné předměty - Informatika Klíčová slovaMeteorologie, teplota, tlak, relativní vlhkost Druh učebního materiáluPrezentace Druhy interaktivity Měření fyzikálních veličin s pomocí počítače, motivace, procvičení a ověření znalostí využití počítače v technické praxi. Cílová skupinaŽáci Stupeň a typ vzděláváníZákladní škola II. stupeň Typická věková skupina8. a 9. ročník ZŠ Datum / období vzniku VMKvěten 2013

Ovládání Doplnění učiva, zajímavosti - externí odkaz (nutné aktivní připojení) Pro zobrazení průběhu měření je nutný nainstalovaný Adobe Flash Player Možno nainstalovat zde: / / V tomto typu prezentace jsou odkazy na externí internetové stránky, odkazy je nutno občas aktualizovat. Proto se stejné prezentace mohou vyskytovat v různých verzích. Kompletní dynamický záznam měření je součástí prezentace. Toto řešení není zrovna obvykle, ale v tomto případě má informační i metodický význam. Pokud by záznam měření nefungoval korektně (problém s flashplayer) jsou přiloženy i statické záznamy měření. Verze 1.2

Obsah Metodické poznámky Teorie Senzor Postup Ukázky naměřených grafů

Metodické poznámky Cílem této práce je umožnit žákům seznámení se značně opomíjeným využití výpočetní techniky v technické praxi. Žáci většinou dobře znají využití počítačů pro komunikaci, hry, zpracování textových a grafických souborů. Chápou vytváření webových stránek, vyhledávání informací i používání komunitních sítí. Opomíjená však často zůstává velká oblast využití počítačů pro měření fyzikálních a technických veličin i řízení procesů. Zde se žáci mohou prakticky nezmámit s tímto aspektem využití počítačů. Dalším vedlejším efektem je posílení mezipředmětových vztahu mezi informatikou, fyzikou, matematikou a pracovními činnostmi. Přírodovědnému a technickému vzdělání se v poslední době začíná znovu věnovat větší pozornost. Žáci jsou vedeni k samostatné práci, řešení problémů a skupinové práci. Učitel zde zastává funkcí vedoucího experimentu a dbá na bezpečnost žáků i správné použití měřící techniky. Podle interaktivního návodu žáci většinou zvládnou získat požadované výsledky samostatně (případně ve skupině) jen s minimální pomocí učitele. Připojení senzorů někdy vyžaduje radu učitele, měřící software žáci zvládají většinou dobře, ovládání je intuitivní a standardní.

Trocha teorie na úvod Odkazy na webové stránky Znalost externích odkanu není nutná pro úspěšné provedení měření, ale tyto informace jsou vybrány pro rozšíření znalostí a mají mnohdy charakter zajímavostí související s tématem měření. Některé stránky obsahují informace značně přesahující učivo základních škol, ale přesto jsou částečně pochopitelné a vhodné i pro tu věkovou skupinu. Meteorologie je vědní disciplína, která se zabývá, mimo jiné, studiem atmosféry a je považována za součást fyziky. Meteorologie se rozděluje na: Dynamickou meteorologii studující především atmosféru za účelem předpovědi počasí. Synoptickou meteorologii, která se zabývá studiem a přípravou synoptických map. Fyzikální meteorologii studující fyzikální aspekty atmosféry, žření, elektrické projevy v atmosféře. Klimatologii nauku o podnebí. Hydrometeorologii studující oběh vody v přírodě a jeho projevy. Aplikovaná meteorologie se využívá v zemědělství, dopravě (letecká a námořní meteorologie) a vojenství. V meteorologii se měří především atmosférický tlak, teplota, vlhkost vzduchu, rychlost a směr větru,množství srážek (kapalných i pevných), oblačnost, výpar, záření, délka slunečního svitu, UV záření, radioaktivita, škodliviny v ovzduší i elektrické projevy v atmosféře. Základní měřící přístroje jsou teploměr, barometr, vlhkoměr, srážkoměr a anemometr.

Senzor Barometr Barometr umožňuje měřit atmosférický tlak v rozmezí 80 kPa – 120 kPa. Barometr je schopen v uvedeném rozsahu sledovat velmi jemné změny tlaku. Tento senzor měří absolutní tlak. Měří místní tlak proti vakuu. Je použitelný přibližně do nadmořské výšky 1800 m. Citlivost senzoru je přibližně 0,1 % tedy rozlišení asi 10 Pa. Přístroj je kalibrován, je však možná změna kalibrace pomocí software.

Senzor relativní vlhkosti vzduchu Senzor vhodný pro meteorologická měření Měří v rozsahu teplot 0 °C až 85 °C Rozsah měření relativní vlhkosti 0 % až 95 % Přesnost měření 10% Při měření vlhkosti vzduchu se vždy potýkáme s přesnosti měření.Většina senzorů má přesnost měření horší než 10%.

Senzor Nerezové teplotní čidlo Teploměr z nerezovou měřící částí, odolává kyselinám i zásadám. Nerezová část má délku 10 cm. Rozsah měření: -40 °C až 135 °C Odolá maximálně teplotě 150 °C Přesnost měření v celém rozsahu 0,5 °C

Rozhraní LabQuest Mini je jednodušší verze LabQuest. LabQuest Mini je rozhraní připojené k počítači pomocí USB kabelu. Počítač zajišťuje pomocí software vlastní výpočetní výkon, ovládání i zobrazení na monitoru. Toto rozhraní má lepší parametry než rozhraní Go!Link. Rozhraní LabQuest Mini má 3 analogové porty a 2 digitální porty. Nevyžaduje samostatný napájecí zdroj, je napájeno pomocí USB kabelu. LabQuest Mini

Postup měření Sestavíme „meteorologickou stanici“ podle následné fotografie. Na stojan umístíme do držáků barometr, teploměr a čidlo relativní vlhkosti. Případně lze ještě doplnit luxmetr. Takto sestavenou baterii přístrojů použijeme k měření uvnitř místnosti a také ve venkovním prostředí. Můžeme porovnat meteorologické veličiny za různého počasí. Měření by mělo být dlouhodobé. Provádíme minimálně po dobu jedné hodiny. Optimální je kontinuální měření po dobu 24 hodin i déle. Je však nulté si uvědomit, že dlouhodobé měření není příliš vhodné jak pro senzory tak pro počítač, ke kterému jsou čidla připojena. Naměřené veličiny je nutno interpretovat s jistou rezervou. Obvykle nejsme schopni dodržet standardy pro přesná meteorologická měření. Čidla také nemají požadovanou přesnost měření. Výsledky jsou však většinou lepší, než při použití tak zvaným kompaktních „meteorologických stanic prodávaných hojně v ochodech. Dynamický záznam měření v tomto případě nebyl prováděn pro přílišnou délku záznamu a tím i jeho celkovou velikost.

Sestavená „meteorologická stanice“

Umístění stanice za oknem laboratoře. Je nutné zajistit stativ proti pádu z parapetu a okna přivřít či lépe zavřít. Jinak bude docházet k ovlivňování měření vzduchem proudícím z místnosti. Stejně nejde o přené měření. Blízkost okna a stěny budovy ovlivňuje měření.

Měření uvnitř místnosti

Měření ve venkovním prostředí