文档介绍：基本长度的测量实验目的 1. 掌握游标和螺旋测微装置的原理,(原始数据)、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示的方法。实验原理 1 、游标卡尺构造及读数原理游标卡尺主要由两部分构成,如(图2– 1)所示:在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺(副尺) ,叫游标,利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。图2– 1 游标卡尺在构造上的主要特点是: 游标上 N 个分度格的总长度与主尺上( 1?N ) 个分度格的长度相同, 若主尺上最小分度为 a , 游标上最小分度值为 b ,则有 aN Nb )1(??( ) 那么主尺与游标上每个分格的差值( 游标的精度值或游标的最小分度值) 是: 1 1 N a b a a a N N ??? ????( ) 图 2-7 常用的游标是五十分游标(N =50) ,即主尺上 49 mm 与游标上 50 格相当, 见图 2–7。五十分游标的精度值?=0 . 02mm .游标上刻有 0、l、2、3、…、9, 以便于读数。毫米以上的读数要从游标“0”刻度线在主尺上的位置读出,毫米以下的数由游标(副尺)读出。即:先从游标卡尺“0”刻度线在主尺的位置读出毫米的整数位,再从游标上读出毫米的小数位。游标卡尺测量长度 l 的普遍表达式为 l ka n ?? ?( ) 式中, k 是游标的“ 0”刻度线所在处主尺刻度的整刻度(毫米)数, n 是游标的第 n 条线与主尺的某一条线重合, 1mm a?。图 2– 8 所示的情况,即 l?。图2–8 在用游标卡尺测量之前,应先把量爪 A、B 合拢,检查游标的“0”刻度线是否与主尺的“0”刻度线重合。如不重合,应记下零点读数,加以修正,即待测量 1 0 l l l ? ?。其中, 1l 为未作零点修正前的读数值, 0l 为零点读数。 0l 可以正, 也可以负。使用游标卡尺时,可一手拿物体,另一手持尺,如图 2–9 所示。要特别注意保护量爪不被磨损。使用时轻轻把物体卡住即可读数。图2–9 2 、螺旋测微器( 千分尺) 常见的螺旋测微器如(图2– 10)所示。它的量程是 25mm , 分度值是 。螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。螺距是 mm 。因此,当螺旋杆旋一周时,它沿轴线方向只前进 。螺旋柄圆周上,等分为 50格,螺旋杆沿轴线方向前进 mm 时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格这就是所谓机械放大原理。测量物体长度时,应轻轻转动螺旋柄后端的棘轮旋柄,推动螺旋杆,把待测物体刚好夹住时读数,可以从固定标尺上读出整格数, (每格 )。 以下图2– 10 的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出, 估读到 这一位上。如图 2– 11(a) 和(b) ,其读数分别为 mm 、 。(1) 记录零点读数,并对测量数据作零点修正。(2) 记录零点及将待测物体夹紧测量时,应轻轻转动棘轮旋柄推进螺杆,转动小棘轮时,只要听到发出喀喀的声音, 即可读数。图2– 11 实验仪器游标卡尺: 精度值: 量程: 125mm 螺旋测微器: 分度值: 量程: 25mm 被测物体: 小球; 空心圆柱体。实验内容 1 .螺旋测微器测量圆球直径,不同位置测量 6-8 次,计算其不确定度,并写出测量结果的标准形式。 2 .用游标卡尺测量空心圆柱体不同部分的外径、内径、高度,各测量 6-8 次。计算空心圆柱体的体积及其不确定度,并写出测量结果的标准形式。数据处理: 1 、用千分尺侧小钢球直径根据测量原始数据,得小钢球直径测量值,数据如下表: 测量次数 1234567 /mm iD D 的测量值为: ???????? 71 mm 515 .9)517 .9514 .9515 .9(7 17 1 i iDD? A 类不确定度为: ?? 0007 .0) 515 .9 517 .9() 515 .9 514 .9() 515 .9 515 .9( 42 1 )()17(7 1 2 22 71 2??????????????? i iDDD ? B 类不确定度为: 0023 .03 004 .03 ????仪 BU 总的不确定度 DU003 .00023 .00007 .0 22 22????? BDDUU?钢球直径 D 测量结果: 410 mm )003 .0515 .9( ?????? rDU D 2 、用游标卡尺测量空心圆柱体的体积根据测量原始数据记录