Measurements, Sensors, and Detectors, Oh my! 2013 SPS - - PowerPoint PPT Presentation

Measurements, ¡Sensors, ¡and ¡ Detectors, ¡Oh ¡my! ¡

By ¡Nicole ¡Quist ¡and ¡Caleb ¡Heath ¡ Mentored ¡by ¡Toni ¡Sauncy ¡and ¡Mary ¡Sa>erfield ¡ August ¡1, ¡2013 ¡

2013 ¡SPS ¡SOCK ¡

The ¡SOCK ¡Interns ¡

Caleb ¡Heath ¡

University ¡of ¡Arkansas ¡ – ¡BA ¡in ¡Philosophy ¡(old) ¡ – ¡BS ¡in ¡Physics ¡(new) ¡ GraduaSng ¡May ¡2014 ¡as ¡ UTeach ¡Physics/Math ¡teacher ¡

Nicole ¡Quist ¡ Brigham ¡Young ¡University ¡– ¡ BS ¡in ¡Physics ¡ StarSng ¡Graduate ¡School ¡in ¡ the ¡Fall ¡at ¡Oregon ¡State ¡ University ¡

What ¡is ¡the ¡SOCK? ¡

Science ¡ Outreach ¡ Catalyst ¡ Kit ¡

The ¡kits ¡are ¡created ¡by ¡the ¡ SPS ¡Interns. ¡ SPS ¡chapters ¡do ¡outreach ¡ in ¡local ¡community. ¡ 25 ¡SPS ¡chapters ¡receive ¡the ¡ SOCK ¡

The ¡Theme ¡

• Measurements, ¡ ¡

¡Detectors ¡and ¡Sensors ¡

W h y ¡ i s ¡ t h i s ¡ s

• ¡

i m p

• r

t a n t ? ¡

AcSvity ¡

Measurements ¡ ¡

• Which ¡sSck ¡to ¡choose? ¡
• What ¡is ¡a ¡measurement ¡standard? ¡

¡

Measurements ¡ ¡

• How ¡are ¡standards ¡

determined? ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

The ¡Theme ¡

• Measurements, ¡ ¡

¡Detectors ¡and ¡Sensors ¡

Sensors ¡

Converts ¡a ¡physical ¡quanSty ¡into ¡a ¡signal. ¡ Biological ¡Sensors ¡ ArSficial ¡Sensors ¡

The ¡Modular ¡“Theremin” ¡

• Inspired ¡by ¡the ¡original ¡

Theremin ¡

• An ¡electrical ¡sensor ¡

with ¡modular ¡

• components. ¡
• Input: ¡Provided ¡by ¡

modular ¡components. ¡

• Output: ¡An ¡electrical ¡

voltage ¡signal ¡of ¡ varying ¡frequency. ¡ Turned ¡into ¡sound ¡by ¡a ¡

• speaker. ¡

Inside ¡the ¡“Theremin” ¡

Connected ¡ Sensor ¡ Speaker ¡ Component ¡ Inputs ¡ Ba>ery ¡

Component ¡Modules ¡

How ¡We ¡Use ¡It ¡

• Beginner ¡– ¡What ¡does ¡the ¡sensor ¡sense? ¡
• Intermediate ¡– ¡How ¡does ¡the ¡sensor ¡funcSon? ¡
• Advanced ¡– ¡How ¡can ¡we ¡use ¡the ¡signal? ¡

𝑔𝑠𝑓𝑟𝑣𝑓𝑜𝑑𝑧=​1.4/(𝑆1+2∗𝑆2)∗𝐷 ¡ R1 ¡and ¡C ¡are ¡constant, ¡

but ¡R2 ¡depends ¡on ¡ the ¡component! ¡

0 ¡ 2000 ¡ 4000 ¡ 6000 ¡ 8000 ¡ 10000 ¡ 12000 ¡ 14000 ¡ 16000 ¡ 1 ¡ 6 ¡ 11 ¡ 16 ¡ 21 ¡ 26 ¡ 31 ¡ 36 ¡ 41 ¡ 46 ¡ 51 ¡ 56 ¡ 61 ¡ 66 ¡ 71 ¡ 76 ¡ 81 ¡ 86 ¡ 91 ¡ 96 ¡ 101 ¡

F r e q u e n c y ¡ ( H z ) ¡

R2 ¡(kΩ) ¡

Frequency ¡as ¡a ¡Func@on ¡of ¡R2 ¡

Using ¡Omnipresent ¡Technology ¡

RelaSve ¡Intensity ¡(dB) ¡ Frequency ¡(kHz) ¡

Full ¡Kit ¡

Rope ¡ Measuring ¡ SScks ¡ Wire ¡ Theremin ¡ MulSmeter ¡ Measurement ¡ Tools ¡ Components ¡

Fiber ¡OpSc ¡ cable ¡ (Nanometer) ¡

Outreaches ¡

• HoCo ¡STEM ¡FesSval ¡
• Tuckahoe ¡Elementary ¡
• NIST ¡Summer ¡InsStute ¡for ¡

Middle ¡School ¡Teachers ¡

• 9th ¡Grade ¡Physics ¡Summer ¡

Girls ¡Outreach ¡Program ¡

The ¡InsStute’s ¡Official ¡Mission: ¡ Promote ¡U.S. ¡innovaSon ¡and ¡industrial ¡ compeSSveness ¡by ¡advancing ¡measurement ¡ science, ¡standards, ¡and ¡technology ¡in ¡ways ¡ that ¡enhance ¡economic ¡security ¡and ¡improve ¡

• ur ¡quality ¡of ¡life. ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

• 22 ¡Middle ¡School ¡Teachers ¡
• Tours, ¡Lectures ¡and ¡AcSviSes ¡
• ConnecSng ¡Teachers ¡and ¡ScienSsts ¡

• Helped ¡organize ¡and ¡run ¡acSviSes ¡
• Documented ¡the ¡week ¡ ¡
• Collected ¡and ¡analyzed ¡feedback ¡

What ¡I ¡Did ¡for ¡

Thank ¡you! ¡

• Chloe ¡Nickens ¡
• Nickolas ¡Sneed ¡

¡ NIST ¡

• Mary ¡Sa>erfield ¡

¡ SPS ¡Interns ¡

• Ro ¡Avila ¡
• Alexandra ¡Day ¡
• Jamie ¡Garre> ¡

¡

• Alec ¡Lindman ¡
• Darren ¡McKinnon ¡
• Fiona ¡Muir ¡
• ChrisSne ¡

O’Donnell ¡

• Nikki ¡Sanford ¡
• Katherine ¡

Stankus ¡

• Dayton ¡Syme ¡

SPS ¡Staff ¡

• Toni ¡Sauncy ¡
• Kendra ¡Redmond ¡
• Elizabeth ¡Hook ¡
• Lydia ¡Quijada ¡
• Sacha ¡Durham-­‑

Purnell ¡

• Tracy ¡Schwab ¡
• Daniel ¡Golombek ¡

QuesSons? ¡