实验1 长度尺寸测量
实验一长度的测量
实验一 长度的测量一、实验目的1、学习游标和螺旋测微原理；2、正确掌握游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜测量长度的方法；3、练习对测量误差的估计和有效数字的基本运算。
二、实验仪器游标卡尺，螺旋测微计，待测物，计算器。
三、实验原理1、游标卡尺与游标原理 （1）游标卡尺游标卡尺的构造如图1所示，它主要是由主尺AB 和副尺CD （一般称游标）组成。
还有内量爪ef 、外量爪EF 、探尺J ，分别用于测量内径、外径和深度。
当主尺的零线与游标的零线对齐时，测量长度为零，这时内、外量爪都应吻合无缝，而且探尺端与主尺端相平。
测量时将量爪分开，刚好卡住待测物，此时主尺零线与游标零线分开，这两零线之间的距离L 即为待测物长度。
L 由两部分读数组成：主尺毫米格读出的整数部分L 0，在主尺最后一毫米格内的估读小数部分⊿L ，见图2。
所以，L ＝ L 0＋⊿L （mm ）。
如何比较准确地读出⊿L ，请看游标原理。
图1图2（2）游标原理如果将游标等分n 格，使得与主尺上的n －1格等长，以x 表示游标每格长度，x ′表示主尺每格长度，则有()1nx n x ='- 或 x x x n ''-= （1）如果主尺每格x ′为1mm,游标分格数n 为10，则游标每格x 可由（1）式算得为0.9mm 。
这时，主尺与游标每格长度差为 10901x x ..'-=-=mm即 01x n .'=mm既然是每格相差x ′/n ＝0.1mm ，那么，K 格就应相差K ×0.1mm 。
如果⊿L 正好就是游标上K 格与主尺上K 格相差的结果，则⊿L 就为K ×0.1mm ，所以，找出K 值，就可读出⊿L 。
找K 值的方法是，从游标分格线上看第几条线与主尺分格线对齐，对齐的这条线在游标上所示格数就是k 值。
假设是游标第七条分格线与主尺分格线对齐了，则K 为7，⊿L 为0.7mm ，见图2。
实验1 长度测量
实验1 长度测量长度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。
总之，长度测量是一切测量的基础，掌握长度测量的正确方法是非常重要的。
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。
【实验目的】1．掌握刻度尺、游标卡尺、螺旋测微计的原理和使用方法。
2．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．长度的测量长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。
2．长度的单位及换算长度的国际单位是米(m)，常用的单位有千米（Km），分米（dm）厘米（cm），毫米（mm）微米（μm）纳米（nm）1Km = 1000 m 1m = 10 dm 1dm = 10 cm 1cm = 10 mm 1mm = 1000μm 1μm = 1000nm长度的单位换算时，小单位变大单位用除，大单位换小单位用乘3．正确使用刻度尺（1）使用前要注意观察零刻度线、量程、分度值（2）使用时要注意①尺子要沿着所测长度放，尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜。
②不利用磨损的零刻度线，如因零刻线磨损而取另一整刻度线为零刻线的，切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。
③厚尺子要垂直放置④读数时，视线应与尺面垂直4．正确记录测量值测量结果由数字和单位组成（1）只写数字而无单位的记录无意义（2）读数时，要估读到刻度尺分度值的下一位5．误差测量值与真实值之间的差异误差不能避免，能尽量减小，错误能够避免是不该发生的减小误差的基本方法：多次测量求平均值，另外，选用精密仪器，改进测量方法也可以减小误差6．特殊方法测量（1）累积法如测细金属丝直径或测纸张的厚度等（2）卡尺法（3）代替法7．游标卡尺原理及读数方法（1）游标卡尺的构造游标是为了提高角度、长度微小量的测量精度而采用的一种读数装置。
长度的测量实验报告1
实验报告1 长度的测量
4C 探究班
姓名日期_____________________
实验目的：了解测量的概念，认识常用测量长度的工具，学习使用合适的工具测量日常生活中物体或者空间的长度。
实验器材：卷尺，直尺(三角板)，50厘米长的细线，橡皮，游标卡尺，螺旋测微器
测量对象：
1．小朋友，利用细线，你能否确定下边的A和B，那个更长
B
A
2．对以下长度进行测量，可以选择哪些工具来完成？（四种工具卷尺，直尺(三角板)，游标卡尺，螺旋测微器）。
A、教室室内的墙壁长和宽：
B、课桌长和宽:
C、橡皮的长和宽：
D、纸张的厚度：
E、头发丝的粗细：
3．数据记录：
测量对象测量结果1 测量结果2 测量结果3 平均值长
室内墙壁
宽
长
课桌
宽
长
橡皮
宽
纸张的厚度
头发的粗细
4．实验总结：是不是对任意长度，所有的工具都可以用来测量？用不同工具测量同一个长度的结果是不是相同？
5．选作：计算橡皮的面积（选一个面）及课桌面积。
实验一 长度测量实验
《公差与技术测量》实验讲义蚌埠学院机械与电子工程系二〇一〇年实验一长度测量实验一、实验目的：1．掌握常规量具长度尺寸测量的基本方法。
2．正确选择、使用长度测量器具。
3．外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸测量值的正确方法。
二、实验内容：1．绝对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。
2．相对测量外尺寸、内尺寸、阶梯尺寸。
三、实验器具：游标卡尺、深度游标卡尺、内、外径千分尺、量缸表杆、百分表、千分表、表架、块规、平板。
四、实验方法：长度测量均采用二点间测量原则。
外尺寸测量均以不同截面的最大尺寸为测量尺寸。
内尺寸测量均以不同截面的最小尺寸为测量尺寸。
阶梯尺寸以其功能需要,以测量最大值、最小值或平均值为测量尺寸。
五、测量步骤：检查各测量器具零位准确后，方可测量。
外尺寸测量（外园柱面、轴类长度、外花键、板件厚度等）两种方法：（1）用游标卡尺、外径千分尺，采用二点间测量，从量具上直接读数。
（2）用量规组成零件的名义尺寸，在平板上将指示表根据块规尺寸调到零位后，比较相对测量计算工件尺寸。
内尺寸测量（内园柱面、键槽、花键槽、方孔等）（1）用游标卡尺、内径千分尺，采用二点间测量，直接从量具上读数。
（2）以外径千分尺校准量缸表，用量缸表比较测量，计算工件尺寸。
阶梯尺寸测量（阶梯尺寸、深度尺寸等）参照上述亦可用绝对测量、比较测量获得工件尺寸。
六、将所测得数据填表1—1：七、思考题：1．常规量具测量孔的尺寸时，以测得的最小尺寸计值，而轴则以最大尺寸计值，这是什么道理？2．精密测量时，再精密的量仪也有不确定度，因而各次测量的数值均为随机变量，那么怎样处理才能得出测量结果？实验二形位误差测量（一）平面度误差测量一、实验目的通过对平面度误差的测量，加深对零件表面实际形状与理想形状之间差异的认识，了解实际生产中平面度测量的二种方法。
二、实验内容1、建立理想平面2、被测平面与理想平面比较3、正确数据处理，得出平面度误差。
三、实验仪器平板、固定支架活动支架，带测试架的百分表。
实验1-1 长度测量
实验1-1 长度测量
[实验目的]
1、熟悉游标卡尺、螺旋测微器、的结构和原理，掌握其使用方法；
2、掌握有效数字和不确定度的概念及计算方法。
[仪器和用具]
米尺、游标卡尺、螺旋测微器、待测圆管、长方体金属块。
[实验原理]
长度是最基本的物理量之一、测量长度的常用仪器有米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）等。
这些仪器的主要指标有量程和分度值。
量程是指仪器所能测量的范围。
分度值表示仪器所能准确读出的最小的数值，也叫精度。
通常要根据不同的测量长度范围和要求，选择不同规格的测量仪器。
[实验内容与步骤]
1、测量圆管的体积
用游标卡尺测量圆管的内径、外径和高，在不同的位置各测量5次，并自己设计表格记录，然后求出其平均值。
2、测量长方体的体积
用螺旋测微计测量长方体的长、宽、高，在不同的位置各测量5次，并自己设计表格记录，然后求出其平均值。
[数据记录与处理]
1、计算圆管的体积
（1）按体积公式()h d d V 222141-=π，计算出其体积；
（2）分别求出内径、外径和高的不确定度，并根据不确定度的传递关系，求出圆管体积的不确定度；
（3）写出圆管体积的测量结果的表达式。
2、计算长方体的体积
把所测量得到的长、宽、高之平均值带入长方体体积公式求出其体积即可。
实验一用游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜测量长度
实验一用游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜测量长度【学习重点】1.游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理和使用方法；2.一般仪器的读数规则；3.实验数据处理方法。
[仪器用具]游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜、待测铁环、小钢珠等。
【引言】物理实验中常用的长度测量仪器米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、读数显微镜（比长尺）等。
通常用量程和分度值表示这些仪器的规格。
量程是测量范围；分度值是仪器所标示的最小分划单位。
分度值的大小反映仪器的精密程度。
一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。
学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。
长度是一个基本物理量，许多其他的物理量也常常化为长度量进行测量；许多测量仪器的长度或角度等读数部分也常常用米尺刻度或根据游标、螺旋测微等原理制成；这些仪器的读数规则以及读数时要尺量避免视差，要注意检查或校准零点等，要实验中都是具有普遍意义的。
(1)游标卡尺为了使测量更准一些，在米尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标，利用它可以把米尺估读的那位准确地读出来。
游标卡尺主要由两部分构成（图1-1）：与量爪A、A‘相联的主尺D（主尺按米尺刻度）以及与量爪B、B’及深度尺C相联的游标E。
游标可紧贴着主尺滑动。
量爪A、B用来测量厚度和外径，量爪A‘、B’用来测量内径，深度尺C用来测量槽的深度。
它们的读数值，都是由游标的0线与主尺的0线之间的距离表示出来，F为固定螺钉。
图1-1 游标卡尺下面介绍游标卡尺的读数原理。
游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上p个分格的总长与主要尺上（p-1）个分尺的总长相等。
设y代表主尺上一个分格的长度。
x代表游标上一个分格的长度。
则有：y p px )1(-= （1.1）那么，主尺与游标上每分格的差值是：y px y x 1=-=δ （1.2）以p=10的游标卡尺例，主尺上一分格长是1mm ，那么游标上10分格的总长等于9mm ，这样游标上一个分格的长度是0.9mm ，mm x y x 1.0=-=δ。
实验一长度的测量长度测量是最基本...
实验一长度的测量长度测量是最基本的测量，各种各样的物理测量仪器外观虽然不同，但其标度大都是按照一定的长度划分的。
测量长度的方法和仪器有多种多样，最基本的测量工具是米尺、游标卡尺和螺旋测微器。
这3种量具测量长度的范围和准确度各不相同，需视测量的对象和条件进行选用。
当长度在10－３cm以下时，需用更精密的长度测量仪器(如比长仪)，或者采用其他的方法(如利用光的干涉或衍射等)来测量。
这些将在后面的有关实验中再介绍。
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.学习数据记录;掌握等精度测量中误差的估算方法和有效数字的基本运算。
原理1.游标卡尺⑴结构游标卡尺图1-1 游标卡尺的构造如图2-1所示。
主尺D是一根具有毫米分度的直尺，主尺头上有钳口A和刀口A′。
D 上套有一个滑框，其上装有钳口B和刀口B′及尾尺C，滑框上刻有附尺E，又称游标。
当钳口A与B靠拢时，游标的0线刚好与主尺上的0线对齐，这时读数是0。
测量物体的外部尺寸时，可将物体放在A 、B 之间，用钳口夹住物体，这时游标0线在主尺上的示数，就是被测物体的长度。
同理，测量物体的内径时，可用A ′B ′刀口；测孔眼深度和键槽深度时可用尾尺C 。
⑵读数原理 利用游标和主尺配合，至少可以直接较准确读出毫米以下1位或2位小数。
在10分度的游标中，10个分度的总长度刚好与主尺上9个最小分度的总长度相等，这样每个分度的长是0.9 mm ，每个游标分度比主尺的最小分度短0.1 mm 。
当游标0线对在主尺上某一位置时，如图2-2所示，毫米以上的整数部分y 可以从主尺上直接读出，y =11 mm;读毫米以下的小数部分Δｘ时，应细心寻找游标与主尺上的刻线对得最齐的那一条线，图2-2中，游标上第6条线对得最齐，要读的Δｘ就是6个主尺分度与6个游标分度之差。
因6个主尺分度之长是6 mm ，6个游标分度之长是6×0.9 mm 故Δｘ＝6－6×0.9＝6×(1－0.9)＝0.6(mm)从而总长l =y ＋Δｘ=11＋0.6=11.6(mm)为了读数精确，还可用20分度和50分度的游标，他们的原理和读数方法都相同。
人教版高中物理必修第3册 第十一章 电路及其应用 3.实验一 长度的测量及测量工具的选用
变式训练2用螺旋测微器测某一圆柱体直径,示数如图所示,此示数为 mm。
答案 4.078 解析 螺旋测微器的固定刻度为4 mm,可动刻度为7.8×0.01 mm=0.078 mm, 所以最终读数为4 mm+0.078 mm=4.078 mm。
随堂训练
1.某同学在测量一种均匀新材料的电阻率的过程中,对由该材料做成的圆 柱形导体的相关测量如下:
【典例示范】
例1用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量某件工件时,示数如图
所示,则读数为
mm。
答案 29.8 解析 游标卡尺读数为29 mm+8×0.1 mm=29.8 mm。
规律方法 (1)游标卡尺的读数=主尺读数+游标尺计数。(不估读) (2)游标卡尺的读数方法:“三看” ①一看:精确度 ②二看:游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与标尺最前端(如图所示)
③三看:游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐
变式训练1用50分度的游标卡尺(测量值可精确到0.02 mm)测定某圆筒的
内径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆筒的内径为
mm。
答案 52.10 解析 主尺上读出整毫米数n=52 mm,精确度m=0.02 mm,游标尺上第5条刻 线与主尺上某一刻线对齐, 故读数l=n+k·m=52 mm+5×0.02 mm=52.10 mm。
用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度
L=
mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径
d=
mm。
答案 60.25 8.300 解析 由图示游标卡尺可知,其示数为60 mm+5×0.05 mm=60.25 mm;由图 示螺旋测微器可知,其示数为8 mm+30.0×0.01 mm=8.300 mm。
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一．实验目的
1、熟悉立式光学计、外径千分尺寸的原理及使用。
2、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。
3、掌握测量数据的正确处理。
二．实验内容
1、用立式光学计测量工件外径并判断其合格性；
2、用外径千分尺等精度测量工件的孔径，并对测量数据处理后给出正确结果。
三．仪器结构
（一）立式光学计（JDG-S1）
1.
测头10测头应使被测件与测头接触面最小；
工作台11：放置量块及被测件。
分平面和槽面工作台，选择原则与测头的要求相同。
测前应将工作台调平，以使工作面与测头平面保持平行。
一般是将与被测件尺寸相同的量块放在测头的边缘的不同位置，若读数相同，则说明其平行。
否则可调整工作台旁边的四个调节旋扭。
置零按钮12：用量块调整到与测头接触，数显窗口上方指示灯亮时按此按钮，仪器归零。
（二）外径千分尺 1.结构：
2.结构 主要零部件由：
底座1：支撑光学计；
粗调螺母2：转动粗调螺母使横臂连同光管沿立柱移动至测头与量块接触进行零位精调； 测头提升按钮3：按此按钮可将测头提起，便于取出量块及安放工件； 横臂4：将光管与立柱相连； 光管5：测量读数的主要部件； 数显窗口7：读数窗口； 微调手轮8：转动手轮可使光管做微小位移，进行零位微调； 8 10
11
12 9 7
主要由尺架1、测量面2、固定套筒3、微分筒4、微调装置5、锁紧装置6、隔热垫7 等。
2.工作原理：通过螺旋付传动，将被测尺寸的直线位移（即丝杆的轴向位移），转换成微分筒的角位移。
3.读数原理：千分尺的读数原理是：通过螺旋传动，将被测尺寸转换成丝杆的轴向位移和微分筒的圆周位移，并以微分筒上的刻度对圆周位移进行计量，从而实现对螺距的放大细分。
当测量丝杆连同微分筒转过Φ角时，丝杆沿轴向位移量为L 。
因此千分尺的传动方程式为 L=p*Φ/2π
式中 p ―丝杆螺距；Ф―微分筒转角。
一般p=0.5mm,而微分套筒的圆周刻度数为50等分，故每一等分所对应的分度值为0.01mm 。
读数的整数部分由固定套筒上的刻度给出；读数的小数部分由微分筒上的刻度给出。
四．实验步骤
（一）用立式光学计测量工件
用立式光计测量工件，是按比较测量法进行测量的。
先用选择好的尺寸为L 的量块组，将仪器的刻度尺调到零位。
再将被测工件放到测头与工作台面之间。
从数显窗中，可读得被测工件外径相对量块尺寸的差值△L 。
则被测工件的尺寸d=L+△L 。
1.选择测头：测量时被测物体与测头间的接触面必须最小，即近于点或线接触。
因此在测量平面或圆柱面工件时，选用球面测头；测量球面工件时，选用平面测头；测量小于10mm 的圆柱面工件时，选用刀口形测头。
2.按被测工件的基本尺寸组合量块。
一般是从所需尺寸的末位数开始选择，将选好的量块用汽油、棉花擦去表面防锈油，并用绒布擦净．用少许压力将两量块工作面相互研合。
3.工作台的选择与校正。
工作台分平面工作台和槽面工作台，其选择原则与测头的要求相同。
对于可调整工作台，为保证测杆与工作台面垂直，测量前必须进行校正。
先选择一与被测工件尺寸相同的量块大致放在工作台的中央，光学计管换上最大直径的平面测头，使测头平面的1/4与量块接触并显示某一读数。
然后旋动工作台调节螺丝，使其前后移动，
1 2 4 3 5
6
7
并从数显窗中观看示值的变化，若在测头平面的四个位置的读数变化不超过0.3微米，则表示工作台的校正已完成。
松开横臂紧固螺钉，调整手柄，使光管上升至较高位置后固紧螺钉。
4.仪器校零位
1）将组合好的量块组放在工作台上，松开横臂紧固螺钉，转动调节螺母，使横臂连同光管缓慢下降至测头与量块中心位置极为接近处（约0．lmm的间隙）将螺钉拧紧。
2）松开光管紧固螺钉并旋紧微动固紧螺钉，旋转微动手轮使光管缓馒下降至测头与块规中心位置接触，并监视数显窗零位指示灯，当它点亮时即将光管紧固螺钉拧紧。
3）按置零按钮
4）按下测头提升杠杆，将测头抬起，取下量块组。
5.测量工件
1）将测头抬起，把被测工件放在工作台上（注意一定要使被测轴的母线与工作台接触，不得有任何跳动或倾
斜）。
2）按压测头提升杠杆多次，若示值稳定，则记下读数（注意正负号）。
此读数即为该测点轴线的实际差值。
3）在轴的三个横截面上，每个截面上取两个互相垂直的径向位置上共测六个点（如图1-3所示），将测量结果记入实验报告。
图1-3 测量点位置
6.数据处理
填写整理数据，并计算被测尺寸的验收极限，根据验收极限判断其合格性。
（二）用外径千分尺对轴套外径进行等精度测量
1．仪器的选择
根据被测零件的尺寸选择合适测量范围的外径千分尺．
２．校对仪器零位．
３．将被测工件表面擦拭干净．
4．等精度测量外径及数据处理。