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文檔簡介
1、 實驗題目: 長 度 測 量 (1) 實驗目的學習米尺、游標卡尺、螺旋測微計和移測顯微鏡的結構、工作原理和使用方法,初步掌握實驗數據記錄、有效數字和誤差計算規(guī)則以及對測量結果的表示方法。(2)實驗儀器米尺、游標卡尺、螺旋測微計、移測顯微鏡。(3)實驗原理游標卡尺的工作原理0A圖2.2.1-4 B5045C 0 1cm 主尺0 5 10圖2.2.1-3 副尺游標卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差異來提高儀器精度的。如圖2.2.1-3所示的“十分游標”,主尺上單位分度的長度為1mm,副尺的單位分度的長度為0.9mm,副尺有10條刻度,當主、副尺上的零線對齊時,主、副尺上第n (n為小于9的整數)
2、條刻度相距為n×0.1=0.n mm,當副尺向右移動0.n mm時,則副尺上第n條刻度和主尺上某刻度對齊。由此看出,副尺移動距離等于0.1mm的n倍時都能讀出,這就是“十分游標”能把儀器精度提高到0.1mm的道理。其他類型游標卡尺的工作原理與上述相同。螺旋測微計的工作原理如圖2.2.1-4所示,A為固定在弓形支架的套筒,C是螺距為0.5mm的螺桿,B為活動套筒,它和測微螺桿連在一起?;顒犹淄残D一周,螺桿移動0.5mm。活動套筒左端邊緣沿圓周刻有50個分度,當它轉過1分度,螺桿移動的距離=0.5/50=0.01mm,這樣,螺桿移動0.01mm時,就能準確讀出。移測顯微鏡移測顯微鏡的螺
3、旋測微裝置的結構和工作原理與螺旋測微計相似,所以能把儀器精度提高到0.01mm。由于移測顯微鏡能將被測物體放大,因而物體上相距很近的兩點間的距離也能測出。(4)實驗數據與處理(橙色字體的數據是在實驗室測量出的原始數據,其他數據是計算所得。)一、用米尺測量用米尺測量木條長度,米尺的量程2m,最小分度值1mm。單次測量:l=45.55(cm)l=0.10(cm)UB(l)=0.058cm根據有效數字的取值規(guī)則,不確定度只取一個有效數字測量結果: l±UB(l) =45.55±0.06(cm) =(4.555±0.006)×10-1(m)用米尺多次測量木盒的長
4、度 表1-1 123456平均值UAUBUCl(cm)15.4915.5015.4915.5015.5215.5515.510.010.060.06=0.00946mm0.01mmUB=0.06cmUC(l)= =0.06cm,測量結果:l ±UC(l) =15.51±0.06(cm)=(1.551±0.006)×10-1(m)二、用游標卡尺(千分尺)測量銅套的高H、外徑D、內徑d等基本量度,估算各直接測量量的不確定度。計算出物體的體積,估算不確定度。表1-2 游標卡尺(量程125mm、最小分度值儀=0.02mm、零點讀數0.00mm)測量銅管外形尺寸1
5、23456平均值UAUBUCH(mm)36.0636.0436.1036.0836.0836.1036.080.010.010.01D(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.010.010.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.330.010.010.01根據有效數字的取值規(guī)則,不確定度只取一個有效數字=0.00955mm0.01mm同樣可以計算出UA(D)=0.00843mm0.01mm,UA(d)=0.00989mm0.01mm,UB=0.01mmUC(H)= =0.0150mm0.01mm,UC(D)=0
6、.0143mm0.01mm,UC(d)= =0.0152mm0.01mm,計算銅套的體積及其不確定度:V=4063.73mm3=4.0637×10-6(m)(式中的不確定度U(D) U(d) U(H)代入C類不確定度)=21.68 mm3=21.68×10-9(m)根據有效數字的取值規(guī)則,不確定度只取一個有效數字測量結果為:銅套的體積V=(4.06±0.02) ×10-6(m)根據有效數字的取值規(guī)則,測量結果有效數字的末位要與不確定度末位取齊三、用螺旋測微器(外徑用千分尺)測量小鐵球的直徑D,并計算其體積表1-3 最小分度值儀=0.01mm,系統(tǒng)誤差=儀
7、器的零點讀數= -0.005mm鋼珠123456平均值UAUBUCD(mm)4.9965.0044.9965.0005.0124.9955.0010.0030.0060.006鋼珠的直徑為:D=5.006±0.006=0.03UB=0.006mmUC(D)=0.0143mm0.01mm,=65.6857492665.69mm3(不要求計算體積V的不確定度)四、用移測顯微鏡測量(量程100mm、最小分度值0.01mm)毛細管直徑(表1-4) 測量玻璃毛細管內的直徑d,移測顯微鏡量程為50mm,最小分度值儀=0.01mm,序數123456平均值A類不確定度UAA(mm)65.40065.42365.42365.29765.29465.285B(mm)65.06665.06365.06564.98264.95964.963d(mm)0.3340.3600.3580.3150.3350.3220.3370.008D=A-B,計算A類不確定度UA也就是平均值標準偏差。測量結果:玻璃毛細管內的直徑 d±UA=0.337±0.008(mm)=(0.337±0.008)
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