2023年實(shí)驗(yàn)報(bào)告長(zhǎng)度測(cè)量

。。實(shí)驗(yàn)題目：長(zhǎng)度測(cè)量(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)和移測(cè)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法，初步掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、有效數(shù)字和誤差計(jì)算規(guī)則以及對(duì)測(cè)量結(jié)果的表達(dá)方法。(2)實(shí)驗(yàn)儀器米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、移測(cè)顯微鏡。(3)實(shí)驗(yàn)原理①游標(biāo)卡尺的工作原理游標(biāo)卡尺是運(yùn)用主尺和副尺的分度的微小差異來(lái)提高儀器精度的。如圖221-3所示的“十分游標(biāo)”，主尺上單位分度的長(zhǎng)度為1mm,副尺的單位分度的長(zhǎng)度為0.9mm,副尺有10條刻度，當(dāng)主、副尺上的零線對(duì)齊時(shí),主、副尺上第n(n為小于9的整數(shù))條刻度相距為nXO.1=0,nmm,當(dāng)副尺向右移動(dòng)O.nmm時(shí)，則副尺上第這就是“十分游標(biāo)”這就是“十分游標(biāo)”這就是“十分游標(biāo)”圖這就是“十分游標(biāo)”圖其他類(lèi)型游標(biāo)卡尺的工作原理與上述相同。②螺旋測(cè)微計(jì)的工作原理如圖2.2.1-4所示,A為固定在弓形支架的套筒,C是螺距為0.5mm的螺桿,B為活動(dòng)套筒，它和測(cè)微螺桿連在一起?；顒?dòng)套筒旋轉(zhuǎn)一周，螺桿移動(dòng)0.5mm?；顒?dòng)套筒左端邊沿沿圓周刻有50個(gè)分度，當(dāng)它轉(zhuǎn)過(guò)1分度,螺桿移動(dòng)的距離6=0.5/50=0.01mm,這樣，螺桿移動(dòng)0.01mm時(shí)，就能準(zhǔn)確讀出。③移測(cè)顯微鏡移測(cè)顯微鏡的螺旋測(cè)微裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與螺旋測(cè)微計(jì)相似，所以能把儀器精度提高到0.01mm。由

于移測(cè)顯微鏡能將被測(cè)物體放大,因而物體上相距很近的兩點(diǎn)間的距離也能測(cè)出。（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與解決（橙色字體的數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)是計(jì)算所得。）一、用米尺測(cè)量①用米尺測(cè)量木條長(zhǎng)度，米尺的量程2m,最小分度值1mm。IO-字的取值規(guī)則，不擬單次測(cè)量：4=45.55(cmgA/=0.10(cmMJB(/)=4儀/=0.10/J5=0.058cmIO-字的取值規(guī)則，不擬測(cè)量結(jié)果：/±UB(/)=45.55±0.06(cm)=(4.555±0.00G②用米尺多次測(cè)量木盒的長(zhǎng)度表1-1123456平均值UaUbUc115.4915.5015.415.515.5215.510.010.060.06(cm9055.51)—UA(l)=宓宓/6x(6—1)(15.49-15.51)2+(15.5()-15.51)2+(15.49-15.51)2+(15.50-15.51)2+(15.52-15.51)2+(15.55-15.51)26x(6-1)=0.00946mm=0.01mmUb=△儀/6=0.10/V3=0.06cmUc(/)=J億(/))2+(4(/))2=J(0.01)2+(0.06)2=006cm,測(cè)量結(jié)果:/±Uc(/)=15.51±0.06(cm)=(1.551±0.(X)6)X二、用游標(biāo)卡尺(千分尺)測(cè)量銅套的高H、外徑D、內(nèi)徑d等基本量度，估算各直接測(cè)量量的不擬定度。計(jì)算出物體的體積，估算不擬定度。②表1-2游標(biāo)卡尺（量程125mm、最小分度值△儀=0.02mm、零點(diǎn)讀數(shù)0.00mm）測(cè)量銅管外形尺寸1123456平均值UaH(mm)36.0636.0436.1()36.0836.0836.1036.08lolD(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.33■/\123456123456平均值UaH(mm)36.0636.0436.1()36.0836.0836.1036.08lolD(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.33■/\0.01Ub0.010.010.010.010.oUc1Jn_6_根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬")2/〃(〃—1)=^(H,.-H)2/6x(6-D/=i根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬/=i/=i/=i/=i(36.06-36.08)2+(36.04-36.08)2+(36.10-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.10-36.08)26x(6-1)=0.00955mm^0.01mm同樣可以計(jì)算出Ua(D)=0.00843mm。=0.01mm,UA(d)=0.00989mm10.01mn|,Ub二△儀/、后=0.02/V3=0.01mmUc(H)=+(U§)2=().0150mmg0.01mm,Uc(D)=J(。八(￡)))?+(U、)2=0.0143mmp0.01mm,Uc(d)=J(U.(d))2+(U/j2=o.0152mm^O.O1mm,計(jì)算銅套的體積及其不擬定度：V=-(D2-d2)-H=4063.73mm3=4.0637x1(尸⑺)。八0。J\oa)\oHHDU（D））2+（y77dU（d））2+寧（萬(wàn)2-d2）U（H）\2（式中的不擬定度u（d）u（d）u（h）代入c類(lèi)不擬定度）=21.68mm3=21.68x10-9(m)根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬測(cè)量結(jié)果為:銅套的體積V=（4.06±T.0根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的末根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬三、用螺旋測(cè)微器（外徑用千分尺）測(cè)量小鐵球的直徑D,并計(jì)算其體積丫=3勿《3=工。336表1-3最小分度值△儀=0.01mm,系統(tǒng)誤差=儀器的零點(diǎn)讀數(shù)=-0.005mm鋼珠123456平均值UAUbUcD(mm)4.9965.0044.9965.0005.0124.9955.0010.0030.0060.006鋼珠的直徑為：D=5.006±0.006u八(￡>)=Jg(。一方尸/九ST)=J，X—P)2/6x(6-1)=0jUb=△儀/V5=0。1=()?006mmUc(D)=[(U\(D)f+(U4)2=0.0143mm七0.01mm,=^D3=X5.0063=65.68574926^65.69mm3不規(guī)定計(jì)算體積V的不擬定度)四、用移測(cè)顯微鏡測(cè)量(量程100mm、最小分度值0.01mm)毛細(xì)管直徑(表1—4)測(cè)量玻璃毛細(xì)管內(nèi)的直徑d,移測(cè)顯微鏡量程為5()mm,最小分度值A(chǔ)位=0.()1mm,序數(shù)123456平均值A(chǔ)類(lèi)不擬定度UAA(mm)65.40065.42365.42365.29765.29465.285B(mm)65.06665.06365.06564.98264.95964.963d(mm)0.3340.3600.3580.3150.3350.3220.3370.008D=|A-B|,計(jì)算A類(lèi)不擬定度Ua也就是平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差(71測(cè)量結(jié)果:玻璃毛細(xì)管內(nèi)的直徑d±Ua