實驗一 游標尺和螺旋測微器

1、實驗一 學習使用游標尺和螺旋測微器How to Use Vernier and Spiral Micrometer1常用的測量長度的量具有米尺、游標尺、螺旋測微計和測量顯微鏡等。表征這些儀器的主要規(guī)格的有量程和分度值等。量程表示儀器的測量范圍；分度值表示儀器所能準確讀到的最小數(shù)值。米尺的分度值是1毫米，因為用米尺測量長度時只能準確地讀到毫米位，毫米以下的讀數(shù)是估計數(shù)。本實驗所用的游標尺和螺旋測微計，分別可以準確的讀到0.02毫米和0.01毫米，因此它們的分度值分別為0.02毫米和0.01毫米。2這兩種儀器所涉及到的游標和螺旋測微裝置，在技術(shù)上有著廣泛的應用。如常用的氣壓計、焦利秤、測量顯微鏡、

2、分光計等，都涉及到這些裝置。通過本實驗，不僅要學會這兩種儀器的正確使用方法，而且還應該掌握游標和螺旋測微裝置的原理。3實驗目的 Experimental purpose1、學會游標尺和螺旋測微計的正確使用方法2、掌握游標和螺旋測微裝置的原理。3、鞏固誤差和有效數(shù)字的計算。To learn the correct way to manipulate the two devices, to know the principle of vernier .Master the use of caliper and micrometer screw devices through the experim

3、ent.Enhance abilities of calculating error and effect number.4儀器介紹 Introduction of devices游標尺、螺旋測微計銅柱體小鋼球。vernier caliperMicrometer screw device a copper columna small steel ball5一、游標尺 Vernier caliper1、游標尺的構(gòu)造The structure of vernier caliper游標尺是由主尺（Z）和可沿主尺滑動的游尺（U）組成的。游尺上的刻度即游標。主尺和游尺的一端，上下各有一只量爪。下面的一對

4、（C、D下量爪）用來測量物體的長度和外經(jīng)；上面的一對（E、F上量爪）用來測量內(nèi)徑；而深度尺（G）和游尺緊固，用來測量深度。當下量爪C、D緊密合攏時，游尺和主尺上的“0”線（零線）應對齊。62、分度值和讀數(shù)方法The sub-degree value and the method of reading.常用游標尺的主尺和普通米尺一樣，刻有毫米分格。游標的刻度則有各種不同的分格，最簡單的一種是在游尺上刻十個分格，它們的總長度等于主尺上的九分格的長，所以游尺上的一分格只有0.9毫米。這樣，主尺和游尺對應分格的刻度差為1.0-0.9=0.1毫米，這是這種游標尺所能準確讀到的最小數(shù)值，即分度值。這種在游

5、尺上刻有十個分格的游標尺簡稱“十分游標尺”7如果游標的第一根刻度線和主尺的第一根刻度線（它們前面都還有一根“0”刻度線）對齊，那么下量爪C、D間的距離為0.1毫米；如果游標的第二根刻度線和主尺的第二根刻度線對齊，那么C、D間的距離為0.2毫米；以此類推。如果游標的第十根刻度線與主尺的第十根刻度線對齊，這時游標的“0”線與主尺的第一根刻度線也對齊，那么C、D間的距離為1毫米。因此，游標只給出毫米以下的讀數(shù)，毫米讀數(shù)則從游標“0”線在主尺上的位置讀出。從圖可見，被測物體的長度等于主尺的“0”線到游標的“0”線之間的距離，即L=24mm+L L=0.18=0.8 mm L=24+0.8=24.8 m

6、m8可見，對“十分游標尺”而言，0.1毫米是由主尺和游標對應刻度的刻度差給出的，它也是游標尺能準確讀到的最小數(shù)值。因此，0.1毫米是“十分游標尺”的分度值。根據(jù)儀器讀數(shù)的一般規(guī)則，一個數(shù)據(jù)的最后一位數(shù)應該是欠準數(shù)字，是估讀的。因此，上面讀數(shù)應寫成：L=24.8 0mm9有時游標上相鄰的兩條刻線好象都與主尺上相應的刻線對齊，這時讀數(shù)取兩刻度的中間值，且最后一位數(shù)可估讀到下一位的“5”，如圖3-1-3所示。其讀數(shù)為L=2485mm因此，估讀讀書引起的誤差估讀誤差，不會大于1/2分度值。103、游標尺的使用說明 The instruction of a vernier使用游標尺時，可左手拿物體，右手

7、拿尺，如圖所示。用右手大拇指控制推把w，使游尺沿主尺滑動。物體應放在量爪的中間部位，游標尺也不要用來測量粗糙的物體，不要把被夾緊的物體在量爪間挪動，以免磨損量爪。 挑戰(zhàn)自我11二、螺旋測微器 Micrometer screw gauge 螺旋測微計的量程比游標尺?。ǔＳ玫氖?5毫米或50毫米），它的分度值也比游標尺小，通常為0.01毫米。在測量時，還可以估讀到0.001毫米，因此，螺旋測微計常被用來測量數(shù)值不大，測量精度要求較高的物體，如圖所示121、螺旋測微計的結(jié)構(gòu)螺旋測微計的尺架（F）呈弓形，一端裝有測砧（G），測砧很硬，以保持基面不受磨損。測微螺桿（R）（露出部分無螺紋，羅紋在固定套管內(nèi)

8、）和微分筒（T），測力裝置（H）相連。當微分筒相對于固定套管（S）轉(zhuǎn)過一周時，測微螺桿前進或后退一個螺距。 測微螺桿端面和測砧之間的距離也改變一個螺距長。實驗室常用螺旋測微計的螺距為0.5毫米。13沿微分筒周界（AB）刻有50等分格，固定套管上刻有毫米刻度線（水平線上方的刻度線為0.5毫米線）。因此，當微分筒轉(zhuǎn)過一分格時，測微螺桿沿軸線前進或后退0.50/50=0.01毫米。該值就是這種螺旋測微計的分度值。142、螺旋測微計的使用測量物體讀數(shù)時，毫米部分（包括0.5毫米數(shù)）可以從固定套管上的毫米刻度線直接讀出，小數(shù)部分可以從微分筒上的刻度線讀出，如圖（a）所示， 這時螺旋測微計的讀數(shù)為6.48

9、5毫米。153、在使用螺旋測微計時應注意以下幾點： (1) 測量物體的長度時，將待測物放在測砧（G）和測微螺桿（R）之間，輕輕轉(zhuǎn)動微分筒猴面的測力裝置（H），使測微螺桿前進，當它們以一定的力把待測物剛好夾緊時，測力裝置中的棘輪（測力裝置又稱棘輪裝置）即發(fā)出“喀、喀”的響聲。這樣既不致把待測物夾得過松或過緊，影響測量結(jié)果，也不致壓壞測微螺桿的螺紋。螺旋測微計能否保持測量結(jié)果的準確，關(guān)鍵是能否保護好測微螺桿的螺紋。16 (2) 在使用螺旋測微計之前，應該先記錄初讀數(shù)。轉(zhuǎn)動測力裝置，當測微螺旋和測砧剛接觸時，微分筒AB端面的讀數(shù)應為0.000毫米。否側(cè)就因該把初讀數(shù)記錄下來，以便對測得值進行修正（如

10、何修正？）。如果初讀數(shù)太大，可以請指導教師對零點進行調(diào)整。17 (3) 對于微分筒轉(zhuǎn)過二周測微螺桿才能進一毫米的螺旋測微計，使用時要特別注意微分筒的AB端面是位于固定套管毫米刻度線的前一半還是后一半（可從0.5毫米刻度線判斷）。如果在后一半，切勿少讀0.5毫米。例如在圖（a）中，如果將微分筒后退一圈，筒上的讀數(shù)仍為0.485毫米，但這時測微螺旋與測砧之間的距離已是6.985毫米，如圖（b）所示。18 (4) 螺旋測微計用完后，測微螺桿與測砧間應留一空隙，以免在受熱膨脹時兩者過分壓緊而損壞測微螺桿。 挑戰(zhàn)自我19實驗內(nèi)容 Experimental Contents1.用游標尺測量空心銅柱體的體積

11、Measure the volume of a hollow copper cylinder using a vernier.(1) 使用游標尺進行測量之前，應先使游標尺的一對下量爪完全合攏，檢查游標的“0”線和主尺的“0”線是否對齊。然后移動游尺，習讀游標的讀數(shù)是多少。進行多次練習后，再開始測量。20(2) 測量空心銅柱體，測量體積時應該在柱體周圍的不同位置上測量高度和中心孔深度（各8次）。測量內(nèi)徑和外徑時，應該在沿軸線的不同位置上測量（各8次），且每兩次測量都應在互相垂直的位置上進行。(3) 計算出空心銅柱體的體積和測量誤差。212.用螺旋測微計測量小鋼球的體積 Measure the volume of a small steel ball by using a micrometer screw gauge (1)使用螺旋測微計進行測量之前，應該先使測微螺旋與測砧相接觸，當發(fā)生個喀喀的響聲時，注意這時的讀數(shù)是否為零，否則先要把該讀數(shù)一一初讀數(shù)記錄下來。然后再使測微螺桿往后移動，習讀這時的讀數(shù)是多少。特別要注意，是否在讀數(shù)時丟讀了0.5毫米。也要