基本长度测量测定实验报告.pdf

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1、-根本长度的测量根本长度的测量实验目的实验目的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学习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。实验原理实验原理1 1、游标卡尺构造及读数原理、游标卡尺构造及读数原理游标卡尺主要由两局部构成，如(图 21)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 21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个分度格的长度一样，假设主尺上最小分度为a，游标上最小分度值为b，则有Nb (N 1)a2.1则主尺与

2、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：ab aaN 11a2.2NN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 27。五十分游标的精度值=002mm游标上刻有0、l、2、3、9，以.z.-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 kan2.3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*一条线 重合，a 1mm。图

3、28 所示的 情况，即l 21.58mm。图 28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 l1l0。其中，l1为未作零点修正前的读数值，l0为零点读数。l0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 29 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 292 2、螺、螺旋旋 测测尺尺)常 见微器微器(千分千分.z.-的螺旋测微器如图 210所示。它的量程是 25mm，分度值是 0.01mm。螺旋测微器构造的主要局部是一个微螺旋杆。螺距是 0.5

4、 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 0.5mm。0.5mm 以下图 210的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出，估读到0.001mm 这一位上。如图211(a)和(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

5、小棘轮时，只要听到发出喀喀的声音，即可读数。图 211实验仪器实验仪器游标卡尺：精度值：0.02mm量程：125mm螺旋测微器：分度值：0.01mm量程：25mm.z.-被测物体：小球；空心圆柱体。实验容实验容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局部的外径、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：数据处理：1 1、用千分尺侧小钢球直径、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19.51529.51439.518

6、49.51659.51569.51379.517D Di i/mm/mmD D的测量值为：的测量值为：A A 类不确定度为：类不确定度为：D D 7 71 1(D Di i D D)2 2 7 7(7 7 1 1)i i 1 11 1(9 9.515515 9 9.515515)2 2 (9 9.514514 9 9.515515)2 2 (9 9.517517 9 9.515515)2 2 0 0.000700074242 B B 类不确定度为：类不确定度为：总的不确定度总的不确定度U UD D钢球直径钢球直径D D测量结果：测量结果：2 2、用游标卡尺测量空心圆柱体的体积、用游标卡尺测量空

7、心圆柱体的体积根据测量原始数据记录，整理数据如下表：测量次外直径mm直径dmmD数110.966.58211.006.60311.026.58410.986.56510.986.58610.966.56.z.高Hmm80.2880.3080.2680.2880.2880.26-平均D 10.98d d 6 6.5858H 80.28D D的的 A A 类不确定度为：类不确定度为：同理：同理：d d 6 61 1(d di i d d)2 2 0 0.00660066 6 6(6 6 1 1)i i 1 16 61 1(H Hi i H H)2 2 0 0.00450045 6 6(6 6 1 1)i i 1 1 H H D D的总的不确定度为：的总的不确定度为：同理：U Ud d 0 0.014014空心圆柱体的体积空心圆柱体的体积V V为：为：V V的不确定度的不确定度根据：lnlnV V lnln 4 4 ln(ln(D D2 2 d d2 2)lnln H H有：lnlnV V2 2D D lnlnV V2 2d d lnlnV V1 1 2 2 ；D D d d H HH HD D d d2 2D D2 2 d d2 2空心圆柱体的体积测量结果：空心圆柱体的体积测量结果：注：实验室条件：1、温度：25.0；2、大气压强：759mmHg；3、湿度：65%.z.