大學物理實驗長度測量

1、1、掌握游標卡尺和螺旋測微器的測量原理；一、實驗目的2、正確使用游標卡尺和螺旋測微器；3、掌握有效數(shù)字和不確定度分析的概念；4、學習用列表法處理實驗數(shù)據(jù)。2022/10/16游標卡尺（0.02mm）螺旋測微器(0.01mm)土字形工件小鋼球二、實驗儀器2022/10/16游標卡尺是由毫米分度值的主尺和一段能滑動的游標副尺構(gòu)成，它能夠把mm位下一位的讀數(shù)較準確地讀出來,因而是比鋼尺更準確的測量儀器。游標卡尺可以用來測量長度、孔深及圓筒的內(nèi)徑、外徑等幾何量。游標卡尺:二、實驗儀器2022/10/16二、實驗儀器游標卡尺的結(jié)構(gòu)外量爪深度尺主尺游標最小分度鎖緊螺母內(nèi)量爪推把A2022/10/16當拉動

2、尺框時，兩個量爪做相對移動而分離，其距離大小的數(shù)值可從游標和主尺上讀出。外量爪用于測量各種外尺寸內(nèi)量爪用于測量深度不深于12 mm的孔的直徑和各種內(nèi)尺寸深度尺用于測量各種深度尺寸，測量時，主尺的端面A是測定定位基準2022/10/16使用游標尺時，一般用左手拿物體，右手握尺，并用右手大拇指控制推把，使游標尺沿著主尺滑動，被測物體應放在量爪的中間部位。游標尺不能用來測量粗糙的物體，也不要把被夾緊的物體在量爪之間滑動，以免磨損量爪。用畢應松開緊固螺釘，使卡口A、B間留有縫隙，然后放入盒內(nèi)。用游標尺測量前應先將量爪合攏，檢查主尺與游標零線是否對齊。如不對齊，應記下初讀數(shù)并對測量值修正。2022/10

3、/166實驗儀器我們用量程和分度值表示測量儀器的規(guī)格。量程是指測量范圍。分度值是儀器所標示的最小量度單位,分度值的大小反映儀器的準確程度。2022/10/16 游標分度值：主尺一格（兩條相鄰刻線間的距離）的寬度與游標尺一格的寬度之差。游標尺上有n個分格，若 n=10，稱為10分游標卡尺； n=20，稱為20分游標卡尺； n=50，稱為50分游標卡尺。 游標分度值分別為？游標讀數(shù)原理2022/10/16 10分游標： 把游標尺等分為10個分格讀數(shù)原理示意圖：游標上有10個分格，其總長正好等于主尺的 9個分格。主尺上一個分格是 1 mm，因此游標上10個分格的總長等于 9 mm它一個分格長度是 0

4、. 9 mm，與主尺一格的寬度之差（游標分度值） 為 0. 10 mm。10分游標的主尺與游標尺2022/10/16分度值：0.1mm分度值：0.02mm分度值：0.05mm 游標尺上有n個分格，則游標卡尺的分度值為1/n (mm) ； 一般取游標卡尺的最小分度值為其儀器誤差。游標卡尺的讀數(shù) 圖中整數(shù)是 132 mm，因為主尺的第 132 根刻度線挨近游標尺的“0”線的左邊。 整數(shù)值：游標尺的“0”線是讀毫米的基準，主尺上接近游標“0”線左邊最近的那根刻線的數(shù)字就是主尺的毫米值。2022/10/16游標卡尺的讀數(shù)小數(shù)是 0.05 mm 9 = 0.45 mm，因為游標尺的第 9 根刻度線與主尺

5、上的一根刻度線對齊小數(shù)值：游標尺上哪一根線與主尺上的刻線對齊，將該線的序號乘游標分度值（也可在游標尺上直接讀出）2022/10/16游標卡尺的讀數(shù)故兩次讀數(shù)之和為 132.45 mm測量值：將整數(shù)和小數(shù)相加上直接讀出。2022/10/16Y=100mm+8x0.1mm=100.8mm練習12022/10/16Y=100mm+15x0.05mm=100.75mm練習22022/10/16檢查零點誤差，熟悉卡尺精度及刻度狀態(tài)松開制動螺母，拉開游標卡尺，夾住被測物鎖住制動螺母讀數(shù)復原測量步驟 測量之前應檢查游標卡尺的初讀數(shù)，看主副尺的零刻度線是否對齊，若沒有對齊，須記下初讀數(shù)，以便對測量值進行修正：

6、兩量爪并攏時，若游標的“0”線在主尺“0”線的右方，即待測物長度為零時，而卡尺讀數(shù)不為零，此時的初讀數(shù)記為正值；兩量爪并攏時，若游標的“0”線在主尺“0”線的左方，即待測物長度不為零時，而卡尺讀數(shù)為零，此時的初讀數(shù)記為負值。 游標卡尺的讀數(shù)（零點修正）修正值=測量值-零點讀數(shù)2022/10/16測量前檢查游標卡尺。應將量爪間的臟物、灰塵和油污等擦干凈。工件的被測表面也應擦干凈，并檢查表面有無毛刺、損傷等缺陷，以免刮傷游標卡尺的量爪和刀口，影響測量結(jié)果。測量時，用左手拿零件，右手拿卡尺進行測量，對比較長的零件要多測幾個位置。卡住被測物時，松緊要適當，不要用力過大，注意保護游標卡尺的刀口。注意事項

7、3、 外徑千分尺 （螺旋測微計）螺旋測微計又稱千分尺，是一種測量長度的儀器。實驗儀器上圖所示是一種常見的螺旋測微計，它的測量精度可以達到0.01mm，精密螺紋的螺距為0.5mm。 即D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進或后退0.5mm,可動刻度E上的刻度為50等分，每個刻度為0.01mm，所以螺旋測微器可準確到0.01mm。由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位。原理 測量物體的長度時，將待測物放在測砧和測微螺桿之間后，不得直接擰轉(zhuǎn)微分筒旋鈕，而應輕輕轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕，使測微螺桿前進，當它們以一定的力使待測物夾緊時，測力裝置中的棘輪即發(fā)出“喀、喀”的響聲, 即可讀數(shù)。二、螺旋測微器的正確使用 在使用螺旋測微計測量

8、物體長度前必須讀取初讀數(shù)。2022/10/16被測物的長度的整數(shù)部分由固定刻度讀出，注意觀察固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出;小數(shù)部分由可動刻度E讀出，軸線對齊的刻度線0.01mm，注意要有估讀位。讀數(shù)方法練習1練習2記錄初讀數(shù)，并對測量數(shù)據(jù)作零點修正。測物螺桿和測砧并攏時，若微分筒的“0”線在固定標尺的“0”線的下方，即待測物長度為零時，而螺旋測微器讀數(shù)不為零，此時的初讀數(shù)記為正值；測物螺桿和測砧并攏時，若微分筒的“0”線在固定標尺 “0”線的上方，即待測物長度不為時，而螺旋測微器讀數(shù)為零，此時的初讀數(shù)記為負值，且在微分筒上讀數(shù)時應從“0”線開始向下讀起。三、實驗原理測量值=測量值-

9、 零點讀數(shù)2022/10/16螺旋測微器的零點讀數(shù)零點讀數(shù)的讀?。ㄗ⒁庹撎枺┤嶒炘砦⒎滞?0下為正； 0上為負。固定套筒上的零刻度線2022/10/16四、實驗步驟 1.任何實驗中誤差不可消除, 只能盡量的減小。 2.減小誤差的辦法： (1)多次測量取平均值 (2)使用精密的測量工具 (3)改進測量方法3.誤差不是錯誤：錯誤是由于不遵守測量儀器的使用規(guī)則，或讀取、記錄測量結(jié)果時粗心等原因造成的。錯誤是不應該發(fā)生的，是可以避免的。 Note:2022/10/161、用游標卡尺測土字形工件的體積五、實驗數(shù)據(jù)記錄表格 用游標卡尺測量土字形工件各部位的直徑和高，每個量均應從不同方向測量6次。2

10、022/10/16表1. 用游標卡尺測量小工件的體積 (單位：mm)2022/10/162、用螺旋測微器測小鋼球的體積R五、實驗數(shù)據(jù)記錄表格（1）讀取螺旋測微器零點讀數(shù);（2）從不同方向用螺旋測微器測量小鋼球的直徑，并計算體積。2022/10/16表2. 用螺旋測微器測量小鋼球的體積單位：mm五、實驗數(shù)據(jù)記錄表格2022/10/161、本實驗的原理指的是游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法.2 、注意有效數(shù)字的正確書寫；2、寫出各物理量的計算過程；3、給出體積的完整表達結(jié)果。實驗報告要求參考教材15頁例1和18頁例42022/10/161. 直接測量量的不確定度參照教材15頁例12. 各圓柱體體積的不確定度參照教材18頁例43. 土字形工件體積的不確定度實驗數(shù)據(jù)處理要求4. 小鋼球體積的不確定度2022/10/161、測量前進行零點校正，測量值=讀數(shù)值-零點讀數(shù)。2、讀數(shù)時，視線與刻度面垂直。3