長(zhǎng)度測(cè)量緒論

練習(xí)題P22-23：2、3（3）（4）、4、5、6（1）（2）

12、下列三個(gè)量哪個(gè)測(cè)量的準(zhǔn)確度最高？2由于間接量的結(jié)果是由直接量的結(jié)果根據(jù)一定的函數(shù)式計(jì)算出來的，所以，直接量的不確定度就必然影響到間接量。直接量的不確定度可以通過一定的函數(shù)式傳遞到間接量。則有方和根公式：分別適用于y是和差形式，以及積商形式的函數(shù)間接測(cè)量的結(jié)果和不確定度的合成33（3）不確定度傳遞公式43（4）54、指出下列各量是幾位有效數(shù)字65、按照有效位數(shù)的定義及運(yùn)算規(guī)則，改正以下錯(cuò)誤：例如：先確定不確定度的位數(shù),絕對(duì)不確定度保留原則：首位為1、2、3時(shí)取兩位，其余取一位。√×7（1）如果測(cè)量結(jié)果是最終結(jié)果，其不確定度可用一位或二位數(shù)字表示。本課程約定，當(dāng)不確定度的第一位數(shù)字為1、2、3時(shí)取二位，其余取一位。如果是作為間接測(cè)量的中間結(jié)果，其不確定度位數(shù)可比正常截?cái)喽嗳∫晃灰悦庠斐山匚舱`差的累積。測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度一律用二位數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示。

第3節(jié)：測(cè)量結(jié)果的表述規(guī)范

8例如，某測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算的平均值為1.83549m，其不確定度（P≈95%）計(jì)算得0.04347m，則測(cè)量結(jié)果可表示為（2）不確定度數(shù)值截尾時(shí)，采取“只入不舍”的方法，以保證其置信概率不降低。例如計(jì)算得到不確定度為0.2412，截取兩位為0.25。（1.84±0.05）mUr＝…=2.7%(P≈95%)（3）測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)由不確定度來確定。測(cè)量結(jié)果的最末位應(yīng)與不確定度末位對(duì)齊，數(shù)據(jù)截?cái)鄷r(shí)其尾數(shù)按“小于5則舍，大于5則入，等于5湊偶”的修約原則處理。95：改正錯(cuò)誤10長(zhǎng)度測(cè)量游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微計(jì)的使用11長(zhǎng)度測(cè)量工具介紹

長(zhǎng)度測(cè)量工具是指將被測(cè)長(zhǎng)度與已知長(zhǎng)度比較，從而得出測(cè)量結(jié)果的工具，簡(jiǎn)稱測(cè)量工具。

長(zhǎng)度測(cè)量工具的組成結(jié)構(gòu)主要有已知長(zhǎng)度、定位瞄準(zhǔn)、放大細(xì)分和顯示記錄等部分。這幾部分也不是截然分開的，有的放大細(xì)分和顯示實(shí)際上是一個(gè)部分，例如百分表類測(cè)量工具；有的瞄準(zhǔn)、放大細(xì)分和顯示等部分是一個(gè)部件，例如讀數(shù)顯微鏡等。

測(cè)量工具按檢定規(guī)程檢定合格后，方能使用。一般是利用長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器檢定，例如用量塊檢定千分尺和卡尺；用標(biāo)準(zhǔn)線紋尺檢定比長(zhǎng)儀和測(cè)長(zhǎng)機(jī)等。

利用兩臺(tái)以上相同精度等級(jí)的測(cè)量工具相互對(duì)比，以確定其精確度。這種方法適用于評(píng)定一些精度等級(jí)很高的測(cè)量工具，例如激光干涉儀、激光干涉比長(zhǎng)儀等，因?yàn)閷?duì)于這類高精度的測(cè)量工具，沒有合適精度的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器可供檢定之用。

12[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯鞏固不確定度及有效位數(shù)的概念;掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微計(jì)的原理，了解其結(jié)構(gòu)，并學(xué)會(huì)正確使用。

13[實(shí)驗(yàn)儀器]游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、待測(cè)小鋼球、紫銅環(huán)等。14一、游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)15二、游標(biāo)卡尺的分類：

2、二十分度的游標(biāo)卡尺1、十分度的游標(biāo)卡尺163、五十分度的游標(biāo)卡尺主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有50個(gè)等分度，總長(zhǎng)為主尺上的49毫米，則游標(biāo)上每一個(gè)分度為0.98毫米，主尺上一個(gè)刻度與游標(biāo)上的一個(gè)刻度相差0.02mm。17三、游標(biāo)尺的讀數(shù)原理：（以五十分度為例）游標(biāo)卡尺在構(gòu)造上的主要特點(diǎn)是：游標(biāo)上n個(gè)分度的總長(zhǎng)與主尺上(n-1)個(gè)最小分度的總長(zhǎng)相等。設(shè)主尺的最小分度值為a，游標(biāo)的分度值為ｂ，則主尺分度值與游標(biāo)分度值之差為，則

就是游標(biāo)卡尺的最小分度值，通常為由游標(biāo)卡尺的精度，它決定測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)。由公式可以看出，提高游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度在于增加游標(biāo)上的刻度數(shù)或減小主尺上的最小刻度值。因此50分度的游標(biāo)卡尺就比10分度、20分度的精度高，測(cè)量出來的數(shù)據(jù)的有效位數(shù)也多。18

例如５０分度的游標(biāo)卡尺：n=50，a=1mm，則主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有50個(gè)等分度，總長(zhǎng)為主尺上的49毫米，則游標(biāo)上每一個(gè)分度為0.98毫米，主尺上一個(gè)刻度與游標(biāo)上的一個(gè)刻度相差0.02mm。游標(biāo)卡尺的儀器誤差：一般取游標(biāo)卡尺的最小分度值為其儀器誤差。19四、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：Ａ.讀整數(shù)：看游標(biāo)零線左邊主尺上第一分度線的數(shù)值，即為整數(shù)。Ｂ.讀小數(shù)：看游標(biāo)零點(diǎn)右邊的第幾分度線與主尺分度線對(duì)齊，乘以精密度，即為小數(shù)值。Ｃ.兩次讀數(shù)相加得出被測(cè)物的尺寸。20這個(gè)圖中，游標(biāo)的零刻線過了主尺的37毫米，游標(biāo)尺的第23根刻線與主尺上的60毫米對(duì)齊，所以此圖的讀數(shù)為：37毫米+0.46毫米=37.46毫米。

21五、使用游標(biāo)卡尺的注意事項(xiàng)：

1、測(cè)量之前應(yīng)檢查游標(biāo)卡尺的零點(diǎn)讀數(shù)，看主副尺的零刻度線是否對(duì)齊，若沒有對(duì)齊，須記下零點(diǎn)讀數(shù)，以便對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正。

2、卡住被測(cè)物時(shí)，松緊要適當(dāng)，不要用力過大，注意保護(hù)游標(biāo)卡尺的刀口。

3、測(cè)量時(shí)，應(yīng)先擰松緊固螺釘，移動(dòng)游標(biāo)不能用力過猛。兩量爪與待測(cè)物的接觸不宜過緊。不能使被夾緊的物體在量爪內(nèi)挪動(dòng)。

4、讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與尺面垂直。如需固定讀數(shù)，可用緊固螺釘將游標(biāo)固定在尺身上，防止滑動(dòng)。

5、測(cè)量圓筒內(nèi)徑時(shí)，要調(diào)整刀口位置，以便測(cè)出的是直徑而不是弦長(zhǎng)。

22

螺旋測(cè)微計(jì)螺旋測(cè)微計(jì)是比游標(biāo)卡尺更精確的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器，又稱千分尺。用它測(cè)長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到0.01mm，測(cè)量范圍為幾個(gè)厘米。1、螺旋測(cè)微計(jì)結(jié)構(gòu)

螺旋測(cè)微計(jì)由尺架，測(cè)砧、測(cè)微旋桿、固定套管、微分筒、棘輪旋柄和鎖緊裝置等組成。

2324二、螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量原理螺旋測(cè)微器內(nèi)部螺旋的螺距為0.5mm，因此副刻度尺（微分筒）每旋轉(zhuǎn)一周，前進(jìn)或后退0.5mm，而螺旋測(cè)微器內(nèi)部的測(cè)微螺絲桿套筒每旋轉(zhuǎn)一格，測(cè)微螺桿沿著軸線方向前進(jìn)0.01mm，0.01mm即為螺旋測(cè)微器的最小分度數(shù)值。在讀數(shù)時(shí)可估計(jì)到最小分度的1/10，即0.001mm，故螺旋測(cè)微器又稱為千分尺。25三、讀數(shù)首先，觀察固定標(biāo)尺讀數(shù)準(zhǔn)線（即微分筒前沿）所在的位置，可以從固定標(biāo)尺上讀出整數(shù)部分，每格0.5mm，即可讀到半毫米；其次，以固定標(biāo)尺的刻度線為讀數(shù)準(zhǔn)線，讀出0.5mm以下的數(shù)值，估計(jì)讀數(shù)到最小分度的1/10，然后兩者相加。26四、測(cè)量值測(cè)量值=讀數(shù)-零點(diǎn)讀數(shù)微分筒的棱邊與固定套管的零刻度線重合，這時(shí)螺旋測(cè)微計(jì)零點(diǎn)讀數(shù)為0mm。如果微分筒的零刻度線在固定套管的水平線之上，零點(diǎn)讀數(shù)取負(fù)值，27若微分筒的零刻度線在固定套管的水平線之下，零點(diǎn)讀數(shù)取正值，如圖所示，因此，測(cè)量前應(yīng)記下零點(diǎn)讀數(shù)，測(cè)量值按下式進(jìn)行修正：測(cè)量值=讀數(shù)--零點(diǎn)讀數(shù)28五、注意事項(xiàng)1，測(cè)量時(shí)，應(yīng)小心旋轉(zhuǎn)棘輪旋柄，當(dāng)發(fā)出“咔咔”的兩聲后，就可以讀數(shù)。2，使用完畢，應(yīng)使兩測(cè)量面之間留出間隙，防止因熱脹而損壞螺紋，并將螺旋測(cè)微計(jì)放入量具盒內(nèi)。29關(guān)于螺旋測(cè)微器的0.5刻度線問題:

讀數(shù)時(shí)應(yīng)特別注意微分套筒上的讀數(shù)是否過0,過0則加0.5,不過0則不能加0.5.如下圖所示,雖然5.5mm的刻線已經(jīng)可以看到,但微分套筒上的讀數(shù)尚未過0,因此讀數(shù)應(yīng)為5.0+0.474=5.474mm,而非5.5+0.474=5.974mm.30【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟】一、用游標(biāo)卡尺測(cè)量紫銅環(huán)的體積。

1、檢查游標(biāo)卡尺上內(nèi)外卡鉗口有無損傷或缺口，并記下零點(diǎn)讀數(shù)。

2、在紫銅環(huán)上、中、下各個(gè)部位測(cè)量?jī)?nèi)、外徑六次，測(cè)量紫銅環(huán)的高度六次，將數(shù)據(jù)記在表4-4中。31二、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量小剛球的體積1、檢查螺旋測(cè)微計(jì)的零點(diǎn)，記下零點(diǎn)讀數(shù)。

2、在鋼球的不同部位測(cè)量直徑六次，將數(shù)據(jù)記在表4-5中。32數(shù)據(jù)處理要求：按課本P54、55頁(yè)數(shù)據(jù)處理要求處理數(shù)據(jù)注意事項(xiàng)：1、中間計(jì)算結(jié)果要多保留一位有效位；2、要有代入數(shù)據(jù)的過程，不要只寫出計(jì)算結(jié)果。33【習(xí)題】P56頁(yè)1、2、3題

1，分別用卡尺和千分尺測(cè)量直徑約2mm的銅線，各得幾位有效數(shù)字？2，