文档介绍：基本长度测量密度测定实验报告[1]x
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，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使
用
2．学****记录测量数据（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
（ N 1）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
Nb ( N 1)a （）
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：
N 1 1
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， a 1mm 。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 l l1 l0 。其中， l1 为未作零点修正前的读数值， l0 为零点读数。
l 0 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。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 1 2 3 4 5 6 7
D
/mm i
D 的测量值为：
1
7
i
7
1
D
i
1
7
D ( 9. 514 ) mm
A 类不确定度为：
7
1
D ( D D
i
7 (7 1)
i 1
)
2
1
42
2 2 2
( ) ( ) ( )
B 类不确定度为：
U
B
仪
3

3

总的不确定度 U D
U