文档介绍：螺旋测微器和游标卡尺的使用
长度、质量测量是最基本的测量之一,科学实验和生产实践中许多测量都与长度、质量测量有关。不少定量的物理仪器,其标度均按一定长度来划分,比如,用温度计测温度和用电流表或电压表测电流或电压时,就是准确观测水银柱在温度标尺上的距离和电表指针在表头标尺上的距离来量度的。长度测量的仪器和方法有多种多样,最基本的测量工具要算米尺、游标卡尺和螺旋测微计。如果所要测量的物体无法直接接触测量或物体的线度很小且测量要求准确度很高,则可用其它更精密的仪器(如读数显微镜)或其它更适合的测量方法。测量物体质量的种类很多,但大多数是以杠杆原理为基础而设计的,如物理天平、分析天平、精密天平等,也有一些测量微小变化力的秤,根据胡克定律制作,如焦利秤、扭秤等。
【实验目的】
(1)掌握游标卡尺、螺旋测微计和天平的使用方法。
(2)测量物体的密度。
(3)巩固有关误差、实验结果不确定度和有效数字的知识, 熟悉数据记录、处理及测量结果表示的方法。
【实验原理】
1. 游标原理及读数方法
,用它可以测量物体的长、宽、高、深及工件的内、外直径等。它主要由按米尺刻度的主尺和一个可沿主尺移动的游标(又称副尺)组成。常用的一种游标卡尺的结构如图1-1所示。D为主尺,E为副尺,主尺和副尺上有测量钳口AB和A'B',钳口A'B'用来测量物体内径,尾尺C在背面与副尺相连,移动副尺时尾尺也随之移动,可用来测量孔径深度,F为锁紧螺钉,旋紧它,副尺就与主尺固定了。
图1-1 游标卡尺构造图
游标卡尺的分度原理:如果用表示主尺最小分度值,用表示游标分度数。通常设计个游标分格的长度与主尺上()个分格的总长度相等,利用倍主尺最小刻度值()与游标上最小刻度值之差来提高测量的精度。游标上最小刻度值为,则有
其差值为
倍数称为游标系数,通常取1或2。由此可知,a一定时,越大,其差值()越小,测量时读数的准确度越高。该差值通常称为游标的分度值或精度,这就是游标分度原理。不同型号和规格的游标卡尺,其游标的长度和分度数可以不同,但其游标的基本原理均
图1-2 主尺与游标尺
相同。本实验室所用的是游标系数为1的50分度游标卡尺。=50,=1mm,分度值为=,此值正是测量时能读到的最小读数(也是仪器的示值误差)。如图1-2所示。
读数时,待测物的长度可分为两部分读出后再相加。先在主尺上与游标“0”线对齐的位置读出毫米以上的整数部分,再在游标上读出不足1mm的小数部分,则。mm, k为游标上与主尺某刻线对得最齐的那条刻线的序数。例如图1-3所示的游标尺读数为,。所以。许多游标卡尺的游标上常标有数值,可以直接由游标上读出。如图1-3,可以从游标上直接读出为。
2. 螺旋测微计原理
螺旋测微计是螺旋测微量具中的一种,其它还有读数显微镜、光学测微目镜及迈克尔孙干涉仪的读数部分也都是利用螺旋测微原理而制成的。
螺旋测微计是一种较游标卡尺更精密的量具,常用来测量线度小且准确度要求较高的物体的长度。较常见的一种螺旋测微计的构造如图1-4所示。
图1-4 螺旋测微计构造图
1-尺架 2-固定测砧 3-待测物体 4-测微螺杆 5-螺母套管
6-固定套管 7-测分筒 8-棘轮 9-锁紧装置
该量具的核心部分主要由测