实验一长度的测量
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。
实验一 力学基本测量长度、质量和密度的测量
实验一力学基本测量——长度、质量和密度的测量【实验目的】1.掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微器几种常用测量长度仪器的使用方法。
2.进一步理解误差和有效数字的概念，并能正确地表示测量结果。
3.学习数据记录表格的设计方法。
【实验仪器】游标卡尺、螺旋测微器、电子天平、工件【实验原理】一、长度的定义长度是最基本的物理量，是构成空间的最基本要素，是一切生命和物质赖以存在的基础。
世上任何物体都具有一定的几何形态，空间或几何量的测量对科学研究、工农业生产和日常生活需求都有巨大的影响。
在SI制中，长度的基准是米。
一旦定义了米的长度，其他长度单位就可用米来表示。
“米”制于1791年开创于法国，多年来，铂铱合金米原器一直保留在法国巴黎附近。
随着人们对客观世界认识的不断深入，科学技术的发展，原有长度标准已无法满足人们的需求。
实验证明光波波长是一种可取的长度自然基准，1960年第11届国际计量大会，重新定义了米的标准为：米的长度等于氪-86原子的2P10和 2d5能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
其测量精度达到了5*10-9m，从而开创了以自然基准复现米基准的新纪元。
随着人类对宏观世界认识的不断扩大, 对微观世界的认识也在不断深入; 大单位越来越大, 小单位越来越小. 在天文学中常用的最大长度单位是光年(Light year), 是光(每秒)在一年(365天)里走的距离; 最小的长度单位是“埃”, 一亿分之一(10^-8)厘米.后来又出现了比埃更小的长度单位, 即 atto-meter. 1个atto-meter是十的16次方分之一(10-16) 厘米. 从1960年开始, 度量时间的最短单位称为nano-second, 为十亿分之一秒. 光线在1个nano-second里, 只能走30厘米.还有比光年更大的单为. 太阳以银河为中心绕一周,通常称为一个宇宙年, 约等于2亿5千万年. 但是, 最大的长度单位是印度教记年上的“卡巴尔”: 一个卡巴尔等于43亿2千万年, 或19个宇宙年.二、常用长度测量仪器（一）米尺米尺包括钢卷尺和钢直尺，米尺的最小刻度值为1mm，用米尺测量物体的长度时，可以估测到十分之一毫米，但是最后一位是估计的。
长度的测量
实验一长度测量【实验目的】1．掌握游标卡尺及螺旋测微计的测量原理，学会正确使用游标卡尺及螺旋测微计。
2．练习用有效数字记录数据和用有效数字运算规则进行运算。
【实验原理】长度是一个基本物理量，长度测量是一切测量的基础。
物理实验中常用的长度测量仪器有米尺、游标卡尺、螺旋测微计（千分尺）和读数显微镜（比长尺）等，通常用量程和分度值表示这些仪器的规格。
量程表示仪器的测量范围，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。
游标卡尺1．结构：游标卡尺的结构如图（1-1）所示，它由主尺和游标两部分构成，游标套于主尺图（1-1）游标卡尺上并紧贴着主尺滑动，外量爪用于测量厚度和外径，内量爪用于测量内径，深度尺用于测量槽的深度，紧固螺钉用于固定量值读数。
游标上根据不同的规格刻有10，20及50个小格等几种，刻有10格的游标称十分游标尺，其它的依次称为二十分游标尺及五十分游标尺见图（1-2）、（1-3）、（1-4）。
使用游标卡尺能够使长度测量精确到0.1mm以下，这是游标卡尺的最大特点。
2．读数原理：现结合十分游标尺说明它的读数原理，见图（1-2）。
当量爪靠紧时，游标上“0”线与主尺上“0”线对齐，这时游标上最后一条刻度线“10”与主尺上9mm对齐，即游标上10个小格的长度＝9mm，见图（1-2）（a），则每小格的长度为9/10＝0.9mm，主尺上1小格与游标上1小格之差＝0.1mm，这个值称为“游标精密度”（即分度值），用Δx 表示，这时游标上第一、第二……第n条刻度线对应与主尺上第一、第二……第n条刻度线之间的距离分别为0.1mm、0.2mm……n×0.1mm，如果被测物体的长度恰好使游标上第一条刻度线与主尺上第一条刻度线对齐，则物体的长度为0.1mm ．如果游标上第二条刻度线与主尺上第二条刻度线对齐，则物体的长度为0.2mm ，一般地，如果游标上第n 条刻度线与主尺上第n 条刻度线对齐，则被测物的长度为n Δx = n ×0.1mm ，见图（1-2）（b ）、（c ）、（d ）。
数计学院大学物理实验要求：实验1 长度的测量
实验1 长度的测量(3#207室)一 实验目的1.掌握游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜等常用长度测量仪器测量原理和使 用方法。
2.学习应用有效数字记录测量数据和不确定度计算。
二 实验仪器游标卡尺（分度值0.02mm ，量程15cm ）、螺旋测微计（分度值0.01mm ，量 程2.5cm ）、读数显微镜（分度值0.02mm ，量程20cm ）、待测样品：口型遮 光片、金属圆柱筒、金属片等。
三 实验内容1．用螺旋测微计测量金属片的厚度10次。
测量时应注意—零点读数和使用棘 轮旋柄。
2．分别用游标卡尺测量圆柱筒内、外径和高各10次，求出圆柱筒的体积。
3．用读数显微镜测量口型遮光片的缝宽10次。
（先调目镜，后调物镜）四 数据处理1．金属片的厚度结果表示为D D U =± （mm ）（P ＝0.68）其中：A D U σ=，△仪＝0.004mm ，U B =△仪U2．读数显微镜测量口型遮光片宽度。
数据处理方法同1，△仪＝0.02mm 。
3．用游标卡尺测圆柱筒的内外径及高。
D 1、D 2、H 都为直接测量量，不确定度的处理方法同1。
算出圆柱筒的体积为V,结果表示为：V V U =± (单位) （P=0.68）五 实验报告写作提示：1、请按报告写作规范进行写作。
2、实验原理涉及的主要内容为：（1） 游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜（教材第三章，第一节P58;P60;P62）技术规格与使用注意事项；（2）概括、简述不确定度的概念、直接测量不确定度的估算、合成标准不确定度和展伸不确定度、间接测量不确定度的计算（教材第二章，第四节P35—P40）3、实验步骤不要写。
4、实验数据处理：（1）金属片厚度的平均值（要修正已定系差）及其合成标准不确定度；（2）口型遮光片宽度的平均值及其合成标准不确定度；（3）圆柱筒体积的平均值及体积的合成标准不确定度，要推导出体积不确定度传递公式。
六作业：1.螺旋测微计零点读数的正值和负值如何判定？测量时为何一定要用棘轮旋柄？2.读数显微镜如何正确使用？测量时应如何排除空程误差？3.P105 思考题 1。
第1章 实验1 长度的测量
知识要点归纳
实验误差 误差：测量值与真实值的差异叫做误 差．实验中误差是不可避免的，只可 以减小；实验中要努力减小误差，误
差不是错误，错误是失误，是可以而
且应当避免的．
1．系统误差：是由于仪器本身不精确
(如天平两臂不严格相等或砝码不准),
或实验方法粗略(如做热学实验未考虑 散热损失), 或实验原理不完善而产生 的.其特点是在多次重做同一实验时,误 差总是同样地偏大(测量值都比真实值
不足半小格的舍去，超过半小格按半
小格的估读，以安培为单位读数时，
百分位上的数字可能为0,1,2……9；
学生用的量程为15 V的电压表，最小
分度为0.5 V，测量误差出现在伏特的 十
分位上,只读到伏特十分位,估读五分之 几小格,以伏特为单位读数时,十分位上 的数字可能为0,1,2……9.
实验：长度的测量
游标尺的第3条刻度线与主尺刻度线对
齐，故游标尺读数是3×0.05 mm＝ 0.15 mm.该物体的长度是50 mm＋ 0.15 mm＝50.15 mm＝5.015 cm.
螺旋测微器的读数为：固定刻度读数 ＋可动刻度读数，上面螺旋测微器的 读数为4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝ 4.700 mm. 【答案】 5.015 4.700
游标卡尺和螺旋测微器 的读数
例2
(2012· 高考押题卷)用游标尺为
20分度的游标卡尺测量某物体的长度 如图1－4－5甲，由图可知其长度为
______cm；用螺旋测微器测量其直
径如图乙,由图可知其直径为
_____mm.
图1－4－5
【解析】
图甲中游标尺是20分度，
精确度是0.05 mm.主尺读数是50 mm.
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01：长度测量(螺旋测微器的原理)
测量时，当小砧和测微螺杆并拢时， 测量时，当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零 点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆， 点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，并使 小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端， 小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端，那么测 微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整 微螺杆向右移动的距离就是所测的长度。这个距离的整 毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。 毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。 读数训练： 读数训练：
原理和使用 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的， 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆 在螺母中旋转一周， 在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后 退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离， 退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离， 就能用圆周上的读数表示出来。 就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹 的螺距是0.5mm，可动刻度有 个等分刻度，可动刻度 个等分刻度， 的螺距是 ，可动刻度有50个等分刻度 旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每 旋转一周，测微螺杆可前进或后退 ， 个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。 个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这 。 可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测 可见，可动刻度每一小分度表示 ， 微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫 微器可准确到 。由于还能再估读一位， 米的千分位，故又名千分尺。 米的千分位，故又名千分尺。
测量时当小砧和测微螺杆并拢时可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合旋出测微螺杆并使小砧和测微螺杆的面正好接触待测长度的两端那么测微螺杆向右移动的距离就是所测的长度
高中物理必修三 第三章 第三节 实验1 长度的测量及测量工具的选用
5.图甲、乙和丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为 _4_._1_2_0_c_m__，图乙读数为__0_.9_9_0__m_m__，图丙读数为_1_._5_1_0_m__m__.
1234567
题图甲主尺示数为4.1 cm，游标尺上 第10格对齐，精确度为0.02， 故图甲读数为41 mm＋0.02×10 mm＝ 41.20 mm＝4.120 cm. 题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，螺旋上49.0格对齐，故图 乙读数为0.5 mm＋0.01×49.0 mm＝0.990 mm. 题图丙中半毫米刻度线已露出，此时固定刻度读数为1.5 mm，可动 刻度读数为0.010 mm，图丙读数为1.510 mm.
第三章
实验1 长度的测量及测量工具的选用
梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练
学习目标
1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法. 2.掌握电流表、电压表的读数方法.
内容索引
Part 1
Part 2
Part 1 精析典题 提升能力
一、游标卡尺的原理及读数(*)
1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡 尺上还有一个深度尺.(如图1所示)
针对训练1
图中游标卡尺的读数分别为__2_2_.3__ mm和__1_0_._5_0__ mm.
二、螺旋测微器的原理及读数
1.构造 如图所示，它的小砧A和固定刻度G固定在U形框架F上，可调刻度H、粗 调旋钮K和微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的，并通过精密螺纹穿 过F，用锁给予锁定.
2.使用方法 当A与P并拢时，可调刻度H的零点恰好跟固定刻度G的零点重合，旋转粗 调旋钮K，将测微螺杆P旋出，把被测物体放入A、P之间的夹缝中，再旋 转粗调旋钮K，P快要接触被测物时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮 K′，听到“喀喀”声时停止，然后读数. 3.读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm.
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实验一长度的测量
一：长度测量仪器的读数
（1）刻度尺读数时__________（需要、不需要）估读，以毫米刻度尺为例，若以毫米作单位，小数点后要保留一位有效数字；若以厘米作单位，小数点后要保留两位有效数字.
（2）游标卡尺读数时__________（需要、不需要）估读，若以毫米作单位，10分度的游标卡尺读数时小数点后保留一位有效数字；20分度的游标卡尺读数时小数点后保留两位有效数字，且末位数字一定是0或5；50分度的游标卡尺读数时小数点后保留两位有效数字，且末位数字一定是偶数.
(3)螺旋测微器读数时__________（需要、不需要）估读，一般以毫米作单位,估读到0.001 mm(即毫米的千分位),精确到0.01mm.读数时还要注意固定刻度的半毫米刻度线是否露出. 例1：（2010年朝阳一模）游标卡尺主尺的最小刻度是1mm ，游标尺上有20个等分刻度，则游标尺上每一分度与主尺上的最小刻度相差 mm 。
用这个游标卡尺测量一小球的直径，如右图所示的读 数是 mm 。
例2：（06北京高考题）游标为20分 度（测量值可准确到0.05mm ）的卡尺 示数如右图所示，两测脚间狭缝的宽度 为_____mm 。
例3：（2011朝阳一模）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D ，用螺旋测微器测量其厚度d ，示数如图所示。
由图可读出D =________mm ，d =________mm 。
例4：实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图1所示，则金属丝长度的测量值l = cm ，金属丝直径的测量值为d = mm 。
4
5
6 7 8
10
20
0 1 2 3
0 1 cm
0 10 主尺 游标尺
10 15 5
20 cm
60
补充练习：
1：如下左图所示,20分度游标卡尺的读数为_____mm.
2：用螺旋测微器测一金属丝的直径,读数如上右图所示,则金属丝的直径为______ mm.
3：用游标卡尺测一工件的内径和外径时，游标卡尺上的游标尺位置分别如图所示，这根工件的内径读数是_______mm，外径读数是_________mm，管壁厚度是__________mm.
4.如图所示为用游标卡尺和螺旋测微器测量工件时的示数情况，游标卡尺读数为_______mm；螺旋测微器读数为________mm.
5.如图螺旋测微器的读数为_______mm.
1.如图所示的游标卡尺，主尺的最小分度是1mm ，游标上有20个小的等分刻度。
现用它测量一小球的直径，其读数是 mm 。
2.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm ，游标上有20个等分刻度。
用它测量一小球的直径，如图甲所示的其读数是 mm 。
用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是 mm.
3．图甲为用螺旋测微器、图乙为用游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况，请
读出它们的读数．
甲：读数为_________mm 乙：读数为__________mm.
图甲
图乙
2
3cm
1
5 10
0 15
20 乙
甲
11．（6分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为 mm ，乙图中游标卡尺的读数为 cm ．
21．用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径。
如图10所示，金属丝的长度的测量值为 cm ；如图11所示，金属丝直径的测量值为 mm 。
2
3
50
1
25
75
图10
0 1
2
3
cm
0 50 1
25 75 0.05mm
4
35 30 25
20
图11
乙图
甲图。