CN114093226B - 二因子统计演示装置 - Google Patents

Abstract

二因子统计演示装置属于教学用具领域，尤其是应用于工程领域的统计学教学用具。无论是生活还是工程，都需要测量和统计。在二因子统计的问题中，学生往往不理解：只测量一次，为什么不可以？为了克服现有技术的不足，本发明提出：通过永磁铁的设置，来实现在相同物体的情况下，其电磁强度不同造成了具体的电流也就不同，其很好的演示了二因子的原理，也就使学生通过教具更加明白其具体原理了。本发明可以演示二因子统计问题，并且很好的解释了：为什么只测量一次不可以。通过本申请提供的教具合理的解释了二因子的教学原理，使学生明白其中的内涵，起到了有益的效果。

Description

二因子统计演示装置

技术领域

本发明属于教学用具领域，尤其是应用于工程领域的统计学教学用具。

背景技术

无论是生活还是工程，都需要测量和统计。

比如：计算考试分数的平均分，这里只有一个因子：分数。

比如：用水银温度计测量不同教室的温度，然后对该数据进行统计，这里有两个因子：1，教室；2，温度计读数的偶然误差。简称二因子。

在工程中，测量和统计非常常见，比如：施工工地运来一堆建筑材料，需要测量和统计建筑材料的性能，这个问题往往也是二因子统计问题，一个因子是材料，另一个因子是测量时形成的偶然误差。

在二因子统计的问题中，学生往往不理解：只测量一次，为什么不可以？实际上，这属于概率论的内容，众所周知，概率论是一门研究随机现象的数量规律学科，而现有技术中并不存在对概率现象进行解释的教学用具，特别是针对二因子的情况下，现有的教学中根本不存在这样的教具，也就无法使学生更加直观的了解二因子统计的原理。在现有技术中，公开(公告)号：CN214897167U，名称为一种大学数学概率事件教学演示装置的实用新型专利，披露了一种教具，该教具只能演示一因子的统计问题，而不能演示二因子的统计问题。再例如公开(公告)号：CN108922331A，名称为一种数学概率演示装置的实用新型专利，披露了一种教具，该教具也只能演示一因子的统计问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出：通过永磁铁的设置，来实现在相同物体的情况下，其电磁强度不同造成了具体的电流也就不同，其很好的演示了二因子的原理，也就使学生通过教具更加明白其具体原理了。

二因子统计演示装置，包括待测物和测量装置，其特征是：将待测物用测量装置测量，并且测量电流强度。

所述待测物是正六面体形状的壳体，壳体内表面设置永磁体，六块永磁体的形状相同，六块永磁体的磁性的强弱各不相同，壳体和永磁体构成的待测物，其质心位于壳体的几何中心，壳体的数量是三个以上，所有待测物一致。

所述测量装置包括用于将壳体嵌入其内的限位桶，限位桶内部的底面为正方形，限位桶的尺寸和壳体相适应，限位桶底面之下固定连接测量筒，测量筒顶面固定连接吸附片，吸附片由软磁性材料制成，吸附片用于吸附铁屑，测量筒内放置铁屑，测量筒下端还设有两个电极，两个电极通过铁屑构成导体。

进一步的，铁屑堆积而占用的体积是测量筒内部体积的五分之四至三分之一。

利用二因子统计演示装置构成的二因子统计演示电路，其特征是：将电源、测量筒的电极、电流表串联而得到的电路。

进一步的，待测物的数量是三个以上，测量装置的数量是三个以上，并且不同测量筒的电极为电路的串联关系。

本发明可以演示二因子统计问题，并且很好的解释了：为什么只测量一次不可以。通过本申请提供的教具合理的解释了二因子的教学原理，使学生明白概率学的内涵，特别是通过本申请的教学用具能够很好的证明在多次试验以后每次试验的结果都在一个相对固定的范围内，很好的体现了概率的问题，明显发现了概率学的规律，在教学中起到了有益的效果。

附图说明

图1是本发明局部剖面图。

图2是本发明局部剖面图。

图3是本发明的结构示意图。

图4是本发明的结构示意图。

图中：1-限位桶，2-测量筒，3-吸附片，4-电极，5-铁屑，6-壳体，7-永磁体。

具体实施方式

实施例一

参见图1，是待测物的剖面图。待测物是一个正方体形状的壳体6，也就是正六面体的形状，壳体6优选塑料制成，在内壁粘贴永磁体7，并且六块永磁体7的磁性的强弱不同，优选的，六块永磁体7的磁性的强弱有较大的差异，比如，用永磁体7吸大头针，6块永磁体7吸起来的大头针的数量能明显区别出谁多谁少。永磁体7优选圆饼形状的磁铁，也被称为圆柱体形状，这种磁铁的直径比厚度大很多。

壳体6和永磁体7构成的待测物，其质心位于壳体6的几何中心，所有待测物一致。

待测物的数量是多个，也可以说是三个以上。待测物一致的意思是：壳体6有六个面，分别是ABCDEF，壳体6内有六块永磁体7，分别是abcdef，并且，A面固定a永磁体7，B面固定b永磁体7，以此类推。而且，所有的壳体6，其ABCDEF面的顺序是相同的，例如：A面和B面相对，C面和D面相对，以此类推。这样的多个待测物，是完全相同的。

因为图1是剖面图，所以，没有绘制E和F，也没有绘制对应的e和f。

参见附图2，是测量装置的结构示意图。所述测量装置包括用于将壳体6嵌入其内的限位桶1，这句话的意思是说，壳体6要嵌在限位桶1内。限位桶1内部的底面为正方形，限位桶1的尺寸和壳体6相适应，意思是说限位桶1要恰好能让壳体6嵌入，不要留有明显的缝隙，也可以说，底面正方形的边长等于壳体6的棱长。限位桶1优选塑料制成。

限位桶1底面之下固定连接测量筒2，比如用粘接的方式连接测量筒2和限位桶1。

测量筒2优选用塑料制成。测量筒2顶面固定连接吸附片3，吸附片3由软磁性材料制成，吸附片3优选用铁制成，需要说明的是，软磁性材料指的是：当存在磁场的时候，该材料表现出磁性，当磁场撤去，该材料失去磁性。吸附片3用于吸附铁屑5，当吸附片3有磁性的时候，铁屑5会被吸上去，测量筒2内放置铁屑5，测量筒2下端还设有两个电极4，两个电极4通过铁屑5构成导体。

进一步的，铁屑5堆积而占用的体积是测量筒2内部体积的五分之四至三分之一。优选的，测量装置的数量也是多个。优选的，测量装置都是一致的，或者说是相同的，或者说是无区别的。

参见附图3，是本发明的结构示意图。利用二因子统计演示装置构成的二因子统计演示电路，其特征是：将电源、测量筒2的电极4、电流表串联而得到的电路。对图3的讲解如下：我们把铁屑5、电源、电流表组成串联电路---这是很容易实现的，因为铁屑5是利用两个电极4来连接电路。如果把铁屑5吸起来一部分，那么，铁屑5堆积物的电阻就发生了变化，从而导致电流表的示数发生了变化。铁屑5优选由高碳钢制得的铁屑5，因为高碳钢的电阻率比较大。优选的，铁屑5由软磁性材料制得。

教师拿一个待测物，随机的把一个面朝下嵌入到限位桶1里面，这时候，吸附片3被磁化，吸附了铁屑5，从而造成电流表读数发生变化，于是得到了一个电流测量值。

教师再多次重复上述操作，因为壳体6内的永磁体7磁性的强弱不同，导致吸起来的铁屑5也不同，那么，电流表的示数也不同。

本领域的技术人员看了本说明书后，很容易明白：永磁体7不可以强到把所有的铁屑5都吸起来。如果所有的铁屑5都吸上去了，那么，两个电极4之间电流就不导通了，因为铁屑5和电极4是电性连接的。本领域的技术人员看了本说明书后，还应当知晓，即使壳体6的同一个面放置在限位桶1内，电流的示数也允许少量的不同，毕竟这是偶然误差。因为即使永磁体7是相同的，吸附的铁屑5也可以是稍有不同的。所以，为了使得演示效果好，发明人在此强调：六块永磁体7的磁性的强弱不同，优选的，六块永磁体7的磁性的强弱有较大的差异。

本领域技术人员看了本说明书后，应当知晓：永磁体7的中心、吸附片3的中心都通过同一条竖直线，且该竖直线和限位桶1几何中心竖直线重合。

在这个实施例中，也可以理解为掷骰子，如果只有一个骰子，相邻两次掷的情况是很容易不同的。

实施例二

参见附图4，是本发明的实施例二的结构示意图。进一步的，待测物的数量是三个以上，测量装置的数量是三个以上，并且不同测量筒2的电极4为电路的串联关系。当把多个待测物随机的嵌入到限位桶1后，得到了一个电流数值I1，如果把待测物从限位桶1中取出，再一次随机的填充到限位桶1，得到电流数值I2，当然，也可以再把待测物从限位桶1中取出，再一次随机的填充到限位桶1，得到电流数值I3，演示可以发现，待测物的数量越多，I1、I2、I3的差异性就越小。当然，本领域技术人员应当知晓，数量越多不代表无穷多，因为我们也不可能制造无穷多。

本发明针对二因子的统计问题给出了演示装置，达到了较好的教学效果。

Claims (1)

1.一种利用二因子统计演示装置构成的二因子统计演示电路，其特征在于：

所述二因子统计演示装置包括待测物和测量装置，将待测物用测量装置测量，并且测量电流强度；

所述待测物是正六面体形状的壳体，壳体内表面设置永磁体，六块永磁体的形状相同，六块永磁体的磁性的强弱各不相同，壳体和永磁体构成的待测物，其质心位于壳体的几何中心，壳体的数量是三个以上，所有待测物一致；

所述测量装置包括用于将壳体嵌入其内的限位桶，限位桶内部的底面为正方形，限位桶的尺寸和壳体相适应，限位桶底面之下固定连接测量筒，测量筒顶面固定连接吸附片，吸附片由软磁性材料制成，吸附片用于吸附铁屑，测量筒内放置铁屑，测量筒下端还设有两个电极，两个电极通过铁屑构成导体；

所述测量筒由塑料制成；

铁屑堆积而占用的体积是测量筒内部体积的五分之四至三分之一；

所述二因子统计演示电路是由电源、测量筒的电极、电流表串联而得到的电路；待测物的数量是三个以上，测量装置的数量是三个以上，并且不同测量筒的电极为电路的串联关系。