實(shí)驗(yàn)報(bào)告(長(zhǎng)度測(cè)量)

長(zhǎng)度的測(cè)量和基本數(shù)據(jù)處理【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、理解游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)和移測(cè)顯微鏡的原理，掌握它們的使用方法；2、練習(xí)有效數(shù)字運(yùn)算和誤差處理的方法。【實(shí)驗(yàn)儀器和用品】游標(biāo)卡尺（0—125mm，0.02mm）、螺旋測(cè)微計(jì)（0—25mm，0.01mm）、移測(cè)顯微鏡（JCD3,0.01mm）、空心圓管、小鋼球、坐標(biāo)紙?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、游標(biāo)卡尺的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法游標(biāo)卡尺分主尺和游標(biāo)（副尺）兩部分。主尺上刻有標(biāo)準(zhǔn)刻度125mm。游標(biāo)上均勻刻有50個(gè)分度，總長(zhǎng)度為49mm，游標(biāo)上50個(gè)分度比標(biāo)準(zhǔn)的50mm短1mm，1個(gè)分度比標(biāo)準(zhǔn)的1mm短=mm，即0.02mm，這0.02mm就是游標(biāo)卡尺的最小分度值（即精度）。游標(biāo)卡尺的卡口合并時(shí)，游標(biāo)零線與主尺零線恰好對(duì)齊?？陂g放上被測(cè)物時(shí)，以游標(biāo)零線為起點(diǎn)往前看，觀察主尺上的讀數(shù)是多少。假設(shè)讀數(shù)是Xmm多一點(diǎn)，這“多一點(diǎn)”肯定不足1mm，零線起往后，依次讀作0.02mm，0.04mm，0.06mm，再往后，依次讀作0.12mm，0.14mm，0.16mm，直至第2大格讀作0.20mm。后面的讀數(shù)依此類推。游標(biāo)卡尺不需往下估讀。如圖1-5應(yīng)讀作61.36mm或6.136cm2、螺旋測(cè)微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法直至第5小格即第1大格讀作0.10mm。要從游標(biāo)上讀。此時(shí)，從游標(biāo)上找出與主尺上某刻度最對(duì)齊的一條刻度線，設(shè)是第n條，則這“多一點(diǎn)”的長(zhǎng)度應(yīng)等于0.02nmm，被測(cè)物的總長(zhǎng)度應(yīng)為L(zhǎng)=（x+0.02n）mm。用這種規(guī)格的游標(biāo)卡尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí)，以“mm”為單位，小數(shù)點(diǎn)后必有兩位，且末位數(shù)必為偶數(shù)。游標(biāo)上每5小格標(biāo)明為1大格，每小格讀數(shù)作0.02mm，每大格就應(yīng)讀作0.10mm。從游標(biāo)/主尺0~6I零線起往后，依次讀作0.02mm，0.04mm，0.06mm，再往后，依次讀作0.12mm，0.14mm，0.16mm，直至第2大格讀作0.20mm。后面的讀數(shù)依此類推。游標(biāo)卡尺不需往下估讀。如圖1-5應(yīng)讀作61.36mm或6.136cm2、螺旋測(cè)微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法直至第5小格即第1大格讀作0.10mm。螺旋測(cè)微計(jì)主要由弓形體、固定套筒和活動(dòng)套筒（微分套筒）三部分構(gòu)成。螺旋測(cè)微計(jì)的測(cè)微原理是機(jī)械放大法。固定套筒上有一條水平拱線叫讀數(shù)基線。基線上邊是毫米刻度線，下邊是半毫米刻度線。螺旋測(cè)微計(jì)的螺距是0.5mm，活動(dòng)套筒每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，螺桿就前進(jìn)或者后退0.5mm?；顒?dòng)套筒的邊緣上均勻刻有50個(gè)分度，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)分度，螺桿就前進(jìn)或者后退W0mm即0.01mm。這0.01mm就是螺旋測(cè)微計(jì)的最小分度值（即精度）。實(shí)際測(cè)量時(shí)，分度線不一定正好與讀數(shù)基線對(duì)齊，因此還必須往下估讀到0.001mm。可見(jiàn)，用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí)，以“mm”為單位，小數(shù)點(diǎn)后必有三位。讀數(shù)時(shí)，先從固定套筒上讀出大于半毫米的大數(shù)部分，再?gòu)幕顒?dòng)套筒的邊緣上讀出小于半毫米的部分，二者之和就是被測(cè)物體的總長(zhǎng)度。這其中一定要注意觀察半毫米刻度線是否露出來(lái)了。如圖1-6（a）應(yīng)讀作5.272mm，圖1-6（b）應(yīng)讀作5.772mm.使用螺旋測(cè)微計(jì)之前，必須先檢查零點(diǎn)讀數(shù)。先轉(zhuǎn)動(dòng)大棘輪使螺桿前進(jìn)，當(dāng)螺桿快要接觸測(cè)砧時(shí)就應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)后面的小棘輪，聽(tīng)到“嗒嗒”聲立即停止。如果此時(shí)活動(dòng)套筒上的零線正好對(duì)齊讀數(shù)基線，零點(diǎn)讀數(shù)就記作0.000mm，如果零線在讀數(shù)基線以上，零點(diǎn)讀數(shù)記作負(fù)，反之為正。每一次測(cè)量的直接讀數(shù)減去零點(diǎn)讀數(shù)才是真正的測(cè)量值，即測(cè)量值=直接讀數(shù)一零點(diǎn)讀數(shù)。例如零點(diǎn)讀數(shù)是-0.002mm，直接讀數(shù)是5.272mm，則測(cè)量值=5.272-(-0.002)=5.274(mm)。移測(cè)顯微鏡洋數(shù)苧注，估讀到0.001M3、讀數(shù)顯微鏡的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法圖1-7(a)主刻度尺讀數(shù)圖1-7(b)測(cè)微鼓輪讀數(shù)讀數(shù)顯微鏡是將顯微鏡與螺旋測(cè)微計(jì)結(jié)合起來(lái)的長(zhǎng)度精密測(cè)量?jī)x器。其測(cè)微原理是光學(xué)放大法和機(jī)械放大法的綜合?；顒?dòng)螺桿與顯微鏡筒通過(guò)螺旋相互嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)螺桿右端的鼓輪，就可以使顯微鏡左右平移。測(cè)微螺旋的螺距為1mm，鼓輪邊緣上均勻刻有100個(gè)分度，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)分度鏡筒就向左或向右平移0.01mm。所以讀數(shù)顯微鏡的最小分度值也是0.01mm，讀數(shù)時(shí)也要往下估讀到0.001mm。具體測(cè)量步驟是：(1)調(diào)節(jié)目鏡，看到清晰的十字叉絲，并將叉絲調(diào)正；(2)將被測(cè)物平放到載物臺(tái)上，并在鏡筒的正下方，使被測(cè)長(zhǎng)度的方向與鏡筒平移的方向平行，然后調(diào)節(jié)鏡筒升降旋鈕，使鏡筒緩慢的上升或下降，進(jìn)行調(diào)焦，直到看清物體的像，無(wú)視差；(3)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，平移鏡筒，當(dāng)叉絲的豎絲與物像的始端相切時(shí)，記下初讀數(shù)X1，讀數(shù)方法如圖1-7(a)和1-7(b)所示。繼續(xù)沿同一方向平移鏡筒，當(dāng)豎絲與物像的末端相切時(shí)，記下末讀數(shù)%，則待測(cè)長(zhǎng)度d=七-氣；(4)讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀出大于1mm部分，從鼓輪邊緣上讀出小于1mm的部分，二者之和就是X或X的值。xx移動(dòng)方向d=\x-x圖1-8測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是，兩次讀數(shù)時(shí)鏡筒必須是向同一個(gè)方向平移，不得移過(guò)了頭又移回來(lái)，這樣會(huì)產(chǎn)生空程誤差。如果不小心移過(guò)了頭，必須多往回退一些距離，再重新沿原方向平移，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)點(diǎn)。如果簡(jiǎn)單地概括讀數(shù)顯微鏡的原理和使用方法，就是“綜合放大，同向平移，求差”【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求】1、用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量坐標(biāo)紙上最粗刻線的寬度，重復(fù)測(cè)量6次。2、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量小鋼球的直徑，沿不同徑向測(cè)6次（注意：使用前應(yīng)記錄螺旋側(cè)微計(jì)的零點(diǎn)讀數(shù)）3、用游標(biāo)卡尺測(cè)量空心圓管的外徑、內(nèi)徑和高，重復(fù)測(cè)量6次。4、計(jì)算坐標(biāo)紙上最小格子的間距和不確定度。5、計(jì)算鋼球的體積和不確定度。6、計(jì)算空心圓管的體積和不確定度?！緦?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】1、注意保護(hù)游標(biāo)卡尺的卡口不被磨損，輕輕卡住即可讀數(shù)，不能將被測(cè)物在卡口內(nèi)移動(dòng)，不能跌。2、使用螺旋測(cè)微計(jì)時(shí)，當(dāng)螺桿與被測(cè)物相距較近時(shí)就要轉(zhuǎn)動(dòng)尾部的小棘輪，聽(tīng)到“嗒嗒”聲應(yīng)立即停止。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，螺桿和測(cè)砧之間應(yīng)留有小縫隙，不能擰死，以防熱膨脹壓壞精密螺絲。3、使用移測(cè)顯微鏡時(shí)，同一組讀數(shù)應(yīng)為沿同一方向平移讀得的結(jié)果，否則會(huì)產(chǎn)生空程誤差。鏡頭不能用手觸摸。調(diào)焦時(shí)上、下移動(dòng)筒一定緩慢，千萬(wàn)不能壓壞物鏡或被測(cè)物?！緮?shù)據(jù)記錄與處理】表一坐標(biāo)紙上最粗刻線寬度的測(cè)量讀數(shù)顯微鏡的儀器誤差A(yù)=0.005mm次序項(xiàng)目、一123456x(mm)x(mm)D=1x-x1(mm)K1_D=—(D+D+D+D+D+D)=mm6123456￡(D-D)2￡(D-D)2UA=S(D)='i6x(6-1)mmmmU(D)=、UA+U2=mmD=D+U(D)=—土—mm表二鋼球直徑的測(cè)量?jī)x器誤差^=0.004mm零點(diǎn)讀數(shù)D0=mm次序123456平均值不確定度U(D)直讀值(mm)測(cè)量值(mm)TOC\o"1-5"\h\zU(D)=U(D)2+言2=m\AIw3J。1八行1kV=一兀D3nV=—兀D3=cm366AV=竺AD=1兀D2ADnU(V)=1兀DU(D)=cm3dD22V=V土U(V)=土cm3表三圓管體積的測(cè)量游標(biāo)卡尺的儀器誤差△