2023年实验报告长度测量.docx
。实验题目：长 度 测 量(1)实验目的学习米尺、游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的结构、工作原理和使用方法，初步掌握实验数据记录、有 效数字和误差计算规则以及对测量结果的表达方法。(2)实验仪器米尺、游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜。(3 )实验原理游标卡尺的工作原理游标卡尺是运用主尺和副尺的分度的微小差异来提高仪器精度的。如图221-3所示的“十分游标”，主 尺上单位分度的长度为1mm,副尺的单位分度的长度为0.9 mm,副尺有10条刻度，当主、副尺上的零线对齐时,主、副尺上第n(n为小于9的整数)条刻度相距为nXO. 1 = 0 ,n mm,当副尺向右移动O.n mm时，则副尺上第这就是“十分游标”这就是“十分游标”图 其他类型游标卡尺的工作原理与上述相同。螺旋测微计的工作原理如图2.2. 1-4所示,A为固定在弓形支架的套筒,C是螺距为0.5mm的螺杆,B为活动套筒，它和测微螺杆 连在一起。活动套筒旋转一周，螺杆移动0. 5 mm。活动套筒左端边沿沿圆周刻有50个分度，当它转过1分度, 螺杆移动的距离6 =0.5/5 0=0.0 1mm,这样，螺杆移动0.0 1mm时，就能准确读出。移测显微镜移测显微镜的螺旋测微装置的结构和工作原理与螺旋测微计相似，所以能把仪器精度提高到0. 01mm。由于移测显微镜能将被测物体放大,因而物体上相距很近的两点间的距离也能测出。（4）实验数据与解决（橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。）一、用米尺测量用米尺测量木条长度，米尺的量程2m,最小分度值1mm。IO-字的取值规则，不拟单次测量：4=45.55(cmgA/=0.1 0 (cmMJB (/)= 4仪 /= 0.10/J5=0.058cm测量结果：/±UB ( /)=4 5.55±0.06(cm) =(4. 555±0. 00 G用米尺多次测量木盒的长度 表1-1123456平均值UaUbUc115.4915.501 5.415.515.5215.510.0 10.060.0 6(cm9055 .51)UA(l)=宓宓/ 6x(6 1)(15.49 - 15.51)2 + (15.5() -15.51)2 + (15.49 - 15.51)2 + (15.50 - 15.51)2 + (15.52 - 15.51)2 + (15.55 - 15.51)26x (6- 1)=0.0 0 9 46mm=0.0 1 mmUb= 仪 /6 = 0.10/V3 =0.06cmUc(/)= J亿(/)2 +(4(/)2 = J(0.01)2 +(0.06)2 =0 0 6cm,测量结果:/ ±Uc(/)=15.5 1 ±0. 0 6( c m)= (1. 551± 0 .(X)6)X二、用游标卡尺(千分尺)测量铜套的高H、外径D、内径d等基本量度，估算各直接测量量的不拟定度。计算出物体的体积，估算不拟定度。表1-2 游标卡尺（量程125mm、最小分度值仪=0.02mm、零点读数0. 0 0 mm）测量铜管外形尺寸123456平均值UaH(mm)36. 063 6.0 43 6.1()36.0 836.0836.1 036.08lolD (mm)20.2 220 . 2620. 2420.2 620.282 0.262 0. 250.01d (mm)16.361 6.3616.301 6.341 6. 3 216.321 6. 33/ 123456平均值UaH(mm)36. 063 6.0 43 6.1()36.0 836.0836.1 036.08lolD (mm)20.2 220 . 2620. 2420.2 620.282 0.262 0. 250.01d (mm)16.361 6.3616.301 6.341 6. 3 216.321 6. 33/ 0.01Ub 0.01 0.0 10 .010.010. oUc1Jn_6_根据有效数字的取值规则，不拟根据有效数字的取值规则，不拟")2 /( 1) = (H,.-H)2/6x(6-D/=i/=i/=i(36.06 - 36.08)2 + (36.04 - 36.08)2 +(36.10- 36.08)2 + (36.08 - 36.08)2 + (36.08 - 36.08)2 +(36.10- 36.08)26x(6-1)=0. 0 0 9 5 5 mm0.0 1 mm同样可以计算出 Ua(D) =0.0 0843mm。= 0 .0 1 mm,UA( d ) =0.0 0 98 9 mm1 0.01mn|,Ub二仪/、后=0.02/V3 =0. 01mmUc(H) =+(U§)2 =(). 0 15 0 mmg0. 0 1mm,Uc( D ) = J(。八(£)? +(U、)2 =0. 0 1 43mmp 0 . 01mm,Uc(d ) = J(U.(d)2 +(U/j2 =o .0152 mmO.O 1 mm,计算铜套的体积及其不拟定度：V = -(D2 -d2)-H =4063.73mm3=4.06 3 7x 1 (尸)。八0。 J oa ) oHH DU（D）2 + （y 77dU（d）2 +宁（万2-d2）U（H）2 （式中的不拟定度u（d）u（d）u（h）代入 c 类不拟定度）=2 1.68mm3=2 1 . 6 8x 1 0-9(m)根据有效数字的取值规则，不拟根据有效数字的取值规则，不拟测量结果为:铜套的体积V= （4. 0 6 ±T. 0根据有效数字的取值规则，测量结果有效数字的末三、用螺旋测微器（外径用千分尺）测量小铁球的直径D,并计算其体积丫=3勿3=工。3 36表1-3最小分度值仪=0. 01mm,系统误差=仪器的零点读数=- 0.0 0 5mm钢珠123456平均值UAUbUcD (mm)4.9 9 65.0 044.9965.0 0 05.0 124.9955. 0010.0030. 0060.0 06钢珠的直径为：D=5.0 0 6 ±0.0 06u 八(£>) = Jg(。一 方尸/九ST) = J，XP)2/6x(6-1) =0jUb= 仪/V5 =0。1=() 0 0 6 mmUc( D ) = (U (D)f +(U4)2 =0.0 143mm七0.01 mm,=D3= X 5.0063 =65. 6 85 7 492665. 6 9 mm3不规定计算体积 V 的不拟定度)四、用移测显微镜测量(量程100mm、最小分度值0.01mm)毛细管直径(表1 4)测量玻璃毛细管内的直径d,移测显微镜量程为5()mm,最小分度值A位=0.()1 mm,序数123456平均值A类不拟定度 UAA(mm)65.4 0 065.42 365.4236 5 . 29765. 2 9465.285B (mm)65. 0 6 665. 0 6365 . 0 6564.98264.9596 4 .963d(mm)0.3340. 3 600.35 80.3 1 50.3 3 50 .3220.3 370.008D= | A- B | ,计算A类不拟定度Ua也就是平均值标准偏差(71测量结果:玻璃毛细管内的直径 d ±Ua=0. 337±0. 0 08(mm)= ( 0.3 37± 0 . 0 0 8 )X 1 0 -3 (m) 实验感想:写出自己实验时所获得的启示或掌握的知识。注意：写实验报告必须用专用的A4实验报告纸，不能用其他形式的作业本信纸方 格纸等，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。并且要 与预习报告装订在一起交
