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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划大物长度测量实验报告长度的测量和基本数据处理【实验目的】1、理解游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的原理，掌握它们的使用方法；2、练习有效数字运算和误差处理的方法。【实验仪器和用品】游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、空心圆管、小钢球等。【实验原理】1、游标卡尺的构造原理及读数方法游标卡尺分主尺和游标两部分。主尺上刻有标准刻度125mm。游标上均匀刻有50个分度，总长度为49mm，游标上50个分度比标准的50mm短1mm，1个分度比标准的1mm短1mm，即，这就是游标卡尺的最小分度值。游
2、标卡50尺的卡口合并时，游标零线与主尺零线恰好对齐。卡口间放上被测物时，以游标零线为起点往前看，观察主尺上的读数是多少。假设读数是mm多一点，这“多一点”肯定不足1mm，要从游标上读。此时，从游标上找出与主尺上某刻度最对齐的一条刻度线，设是第n条，则这“多一点”的长度应等于，被测物的总长度应为L=(x+)mm。用这种规格的游标卡尺测量物体的长度时，以“mm”为单位，小数点后必有两位，且末位数必为偶数。游标上每5小格标明为1大格，每小格读数作，每大格就应读作。从游标零线起往后，依次读作，?直至第5小格即第1大格读作。再往后，依次读作，?直至第2大格读作。后面的读数依此类推。游标卡尺不需往下估读。
3、如图1-5应读作或2、螺旋测微器的构造原理及读数方法0图1-54游标主尺螺旋测微计主要由弓形体、固定套筒和活动套筒三部分构成。螺旋测微计的测微原理是机械放大法。固定套筒上有一条水平拱线叫读数基线。基线上边是毫米刻度线，下边是半毫米刻度线。螺旋测微计的螺距是，活动套筒每转动一周，螺杆就前进或者后退。活动套筒的边缘上均匀刻有50个分度，每转动一个分度，螺杆就前进或者后退mm即。这就是螺旋测微计的最小分度值。实际测量时，50分度线不一定正好与读数基线对齐，因此还必须往下估读到。可见，用螺旋测微计测量物体的长度时,以“mm”为单位，小数点后必有三位。读数时，先从固定套筒上读出大于半毫米的大数部分，再从
4、活动套筒的边缘上读出小于半毫米的部分，二者之和就是被测物体的总长度。这其中一定要注意观察半毫米刻度线是否露出来了。如图1-6(a)应读作，图1-6(b)应读作图1-6(b)图1-6使用螺旋测微计之前，必须先检查零点读数。先转动大棘轮使螺杆前进，当螺杆快要接固定套筒3025微分套筒固定套筒3025微分套筒触测砧时就应转动后面的小棘轮，听到“嗒嗒”声立即停止。如果此时活动套筒上的零线正好对齐读数基线，零点读数就记作，如果零线在读数基线以上，零点读数记作负，反之为正。每一次测量的直接读数减去零点读数才是真正的测量值，即测量值=直接读数零点读数。例如零点读数是-，直接读数是，则测量值=。3、读数显微镜
5、的构造原理及读数方法读数显微镜是将显微镜与螺旋测微计结合起来的长度精密测量仪器。其测微原理是光学放大法和机械放大法的综合。活动螺杆与显微镜筒通过螺旋相互啮合，转动活动螺杆右端的鼓轮，就可以使显微镜左右平移。测微螺旋的螺距为1mm，鼓轮边缘上均匀刻有100个分度，每转动一个分度镜筒就向左或向右平移。所以读数显微镜的最小分度值也是，读数时也要往下估读到。具体测量步骤是：调节目镜，看到清晰的十字叉丝，并将叉丝调正；将被测物平放到载物台上，并在镜筒的正下方，使被测长度的方向与镜筒平移的方向平行，然后调节镜筒升降旋钮，使镜筒缓慢的上升或下降，进行调焦，直到看清物体的像，无视差；转动鼓轮，平移镜筒，当叉丝
6、的竖丝与物像的始端相切时，记下初读数X1，读数方法如图1-7和1-7所示。继续沿同一方向平移镜筒，当竖丝与物像的末端相切时，记下末读数x2，则待测长度d?x2?x1；读数时，从固定刻度上读出大于1mm部分，从鼓轮边缘上读出小于1mm的部分，二者之和就是X1或X2的值。x1x2d?x2?x1移动方向图1-8测量时应注意的问题是，两次读数时镜筒必须是向同一个方向平移，不得移过了头又移回来，这样会产生空程误差。如果不小心移过了头，必须多往回退一些距离，再重新沿原方向平移，对准被测点。如果简单(来自:写论文网:大物长度测量实验报告)地概括读数显微镜的原理和使用方法，就是“综合放大，同向平移，求差”。【
7、实验内容与要求】1、用读数显微镜测量给定刻线的宽度，重复测量6次。2、用螺旋测微计测量小钢球的直径，沿不同径向测6次。3、用游标卡尺测量空心圆管的外径、内径和高，重复测量6次。4、计算给定刻线的宽度和不确定度。5、计算钢球的体积和不确定度。6、计算空心圆管的体积和不确定度。【实验注意事项】1、注意保护游标卡尺的卡口不被磨损，轻轻卡住即可读数，不能将被测物在卡口内移动，不能跌。2、使用螺旋测微计时，当螺杆与被测物相距较近时就要转动尾部的小棘轮，听到“嗒嗒”声应立即停止。实验结束时，螺杆和测砧之间应留有小缝隙，不能拧死，以防热膨胀压坏精密螺丝。3、使用读数显微镜时，同一组读数应为沿同一方向平移读得
8、的结果，否则会产生空程误差。镜头不能用手触摸。调焦时上、下移动筒一定缓慢，千万不能压坏物镜或被测物。【数据记录与处理】(注意:数据处理时要求书写出中间计算步骤!)表一给定刻线宽度的测量读数显微镜的仪器误差?(D1?D2?D3?D4?D5?D6)mm6UA?S()?mmUB?mmU(D)?mmD?U(D)?(注意:不确定度即U(D)保留一位有效数字且采取进位制最佳估计值即D小数点后保留的位数与U(D)一致,有效数字舍入规则四舍六入五凑偶！)表二钢球体积的测量仪器误差=零点读数D0?mm?(D1?D2?D3?D4?D5?D6)mm6U=mmUB?mmU(D)?mm11V?D3?3cm366?V?d
9、V11?D?D2?D?U(V)?2U(D)cm3dD22V?U(V)?cm3(注意:不确定度即U()保留一位有效数字且采取进位制最佳估计值即V小数点后保留的位数与U()一致,有效数字舍入规则四舍六入五凑偶！)表三圆管体积的测量游标卡尺的仪器误差=V?4(D2?d2)h?4(2?2)cm3外径D(mm)的不确定度计算：1?(D1?D2?D3?D4?D5?D6)mm6UA?S()?mmUB?mmU(D)?mm内径d(mm)的不确定度计算：1d?(d1?d2?d3?d4?d5?d6)mm6UA?S(d)?mmUB?mm长度测量长度是一个基本物理量，许多其他的物理量也常常化为长度量进行测量；如用温度计
10、测量温度就是确定水银柱面在温度标尺上的位置；测量电流或电压就是确定指针在电流表或电压表标尺上的位置等。因此，长度测量是一切测量的基础。物理实验中常用的测量长度的仪器有：米尺、游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜等。通常用量程和分度值表征这些仪器的规格。量程表示仪器的测量范围；分度值表示仪器所能准确读到的最小数值。分度值的大小反映了仪器的精密程度。一般来说，分度值越小，仪器越精密。【实验目的】1.掌握游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理和使用方法；2.学习正确读取和记录测量数据；3.掌握数据处理中有效数字的运算法则及表示测量结果的方法；4.熟悉直接和间接测量中的不确定度的计算.【实验仪器】不锈
11、钢直尺，游标卡尺，螺旋测微器，读数显微镜，铁环、细金属丝、钢珠【实验原理】一、游标卡尺用普通的米尺或直尺测量长度，只能准确地读到毫米位。毫米以下的1位要凭视力估计，实验中要使读数准确到或更小时，一般采用游标卡尺和螺旋测微计。1游标卡尺的结构游标卡尺又叫游标尺或卡尺，它是为了使米尺测量的更准确一些，在米尺上附加了一段能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标。利用它可将米尺估读的那位数值准确地读出来。因此，它是一种常用的比米尺精密的测长仪器。利用游标卡尺可以用来测量物体的长度、孔深及内外直径等。游标卡尺的外形如图4-1-1所示。它主要由两部分构成：与量爪AA相连的主尺D；与量爪BB及深度尺C相连的游标E。
12、游标E可图4-1-1游标卡尺紧贴着主尺D滑动。量爪A、B用来测量厚度和外径，量爪A、B用来测量内径，深度尺C用来测量槽的深度，他们的读数值都是由游标的0线于主尺的0线之间的距离表示出来。2游标卡尺的测量原理游标卡尺在构造上的主要特点是：游标刻度尺上m个分格的总长度和主刻度尺上的(m1)个分格的总长度相等。设主刻度尺上每个等分格的长度为y，游标刻度尺上每个等分格的长度为x，则有mxy(4-1-1)主刻度尺与游标刻度尺每个分格的差值是?x?y?x?1my?主尺上最小分度值游标上分度格数式中，?x为游标卡尺所能准确读到的最小数值，即分度值。若把游标等分为10个分格，这种游标卡尺叫做“十分游标”。“十
13、分游标”的?x=1/10mm。这是由主刻度尺的刻度值于游标刻度值之差给出的，因此?x不是估读的，它是游标卡尺所能准确读到的最小数值，即游标卡尺的分度值。若m=20，则游标卡尺的最小分度为1/20mm=，称为20分度游标卡尺；还有常用的50分度的游标卡尺，其分度值为1/50mm=。3游标卡尺的读数游标卡尺的读数表示的是主刻度尺的0线与游标刻度尺的0线之间的距离。读数可分为两部分：首先。从主刻度尺上与游标刻度上0线对齐的位置读出整数部分L1(整毫米位)；然后，根据游标刻度尺上与主刻度尺对齐的刻度线读出不足毫米分格的小数部分L2，则两者相加就是测量值，即L=L1+L2。下面介绍实验室常用的10分度的
14、游标卡尺的读数方法。如图4-1-2所示，第一步从主刻度尺上可读出的准确数是30mm，即L1=30，第二步找到游标上的第7根刻线与主刻度尺上的某一刻度线对齐，则位数为L2=7?=，所以图4-1-2所示的游标卡尺的读数为L=L1+L2=。同理，图4-1-3所示，五十分游标的读数方法是，第一步从主刻度尺上可读出的准确数是3mm，即L1=3，第图4-1-31234图4-1-234cm105cm二步找到游标上的第22根刻线与主刻度尺上的某一刻度线对齐，则该位数为L2=22?=，所以图4-1-3所示的游标卡尺的读数为L=L1+L2=。4游标卡尺的使用与注意事项游标卡尺使用前，应该先将游标卡尺的卡口合拢，检查游标尺的0线和主刻度尺的0线是否对齐。若对不齐说明卡口有零误差，应记下零点读数，用以修正测量值；使用游标卡尺时，推动游标刻度尺的过程中，不要用力过猛，卡住被测物体时松紧应适当，更不能卡住物体后再移动物体，以防卡口受损；用完后两卡口要留有间隙，然后将游标卡尺放入包装盒内，不能随便放在桌上，更不能放在潮湿的地方。二、螺旋测微计螺旋测微计是比游标卡尺更为精密的测量长度的仪器，其量程比游标卡尺小，为25mm，分度值也比游标卡尺小，通常为。螺旋测微计常用来测量准确度要求较高的物体的长度。
