基本长度测量测定实验报告

基本长度得测量

实验目得

1、掌握游标与螺旋测微装置得原理,学会游标卡尺与螺旋测微器得正确使用

2.学习记录测量数据(原始数据)、掌握数据处理及不确定度得估算与实验结果表示得方法。

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:在一毫米为单位得主尺上附加一个能够滑动得有刻度得小尺（副尺),叫游标，利用它可以把主尺估读得那位数值较为准确地读出来。

图２–1

游标卡尺在构造上得主要特点就是:游标上个分度格得总长度与主尺上()个分度格得长度相同,若主尺上最小分度为,游标上最小分度值为,则有

(2、1) 那么主尺与游标上每个分格得差值(游标得精度值或游标得最小分度值)就是:

(2、2）

图２-7

常用得游标就是五十分游标(＝50),即主尺上49 mm与游标上50格相当,见图2–7。五十分游标得精度值=0.02mm.游标上刻有0、ｌ、2、3、…、9,以便于读数。

毫米以上得读数要从游标“0”刻度线在主尺上得位置读出，毫米以下得数由游标(副尺)读出。

即:先从游标卡尺“0”刻度线在主尺得位置读出毫米得整数位,再从游标上读出毫米得小数位。

游标卡尺测量长度得普遍表达式为

(２、3）式中,就是游标得“０”刻度线所在处主尺刻度得整刻度（毫米)数,就是游标得第条线与主尺得某一条线重合,。图2–8所示得情况,即。

图2–8

在用游标卡尺测量之前，应先把量爪A、Ｂ合拢,检查游标得“0”刻度线就是否与主尺得“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。其中,为未作零点修正前得读数值,为零点读数。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）

常见得螺旋测微器如(图２–1０)所示。它得量程就是25m ｍ，分度值就是0.0１ｍm。

螺旋测微器结构得主要部分就是一个微螺旋杆。螺距就是0．5 mm。因此,当螺旋杆旋一周时,它沿轴线方向只前进0.５mｍ。

螺旋柄圆周上,等分为５０格，螺

旋杆沿轴线方向前进０.01 mm

时螺旋柄圆周上得刻度转过一个

分格

这就就是所谓机械放大原理。

测量物体长度时,应轻轻转动

螺旋柄后端得棘轮旋柄,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０.5mm)。０.5ｍm以下图2–１0

得读数则由螺旋柄圆周上得刻度读出，估读到0.00１ｍm这一位上。如图2–11(a）与(b),其读数分别为

5．６５0 mm、５.150mm。

(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

出喀喀得声音,即可读数。

图2–11

实验仪器

游标卡尺: 精度值:0.02ｍm 量程：1２5ｍｍ

螺旋测微器: 分度值:0．０1mm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,并写出测量结果得标准形式。

2．用游标卡尺测量空心圆柱体不同部分得外径、内径、高度,各测量6-8次。计算空心圆柱体得体积及其不确定度,并写出测量结果得标准形式。 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:

得测量值为:

∑==+++==71mm 515.9)517.9514.9515.9(7

1

71i i D D

A 类不确定度为：

[]

0007.0)515.9517.9()515.9514.9()515.9515.9(42

1

)()17(71

2227

1

2=-++-+-=

--⨯=

∑= i i D D D σ B 类不确定度为: 总得不确定度

钢球直径测量结果:

2、用游标卡尺测量空心圆柱体得体积

同理:

D 得总得不确定度为:

同理:

空心圆柱体得体积为:

643.487128.80)58.698.10(4

1416

.3)(4

2222=⨯-=

-=

H d D V π

得不确定度

根据: 有: ; ;

0046

.028.80013.058.698.10014.058.6258.698.10014.098.1022

2

2

22

22=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=

空心圆柱体得体积测量结果:

注: 实验室条件:1、温度:25.０℃; ２、大气压强：７5９mm Ｈｇ;

3、湿度:65%

[]

0077.0)98.1098.10()98.1000.11()98.1096.10(30

1

)()16(61

2226

1

2=-++-+-=

--⨯=

∑= i i D D D σ