實(shí)驗(yàn)一 游標(biāo)尺和螺旋測(cè)微器

1、實(shí)驗(yàn)一 學(xué)習(xí)使用游標(biāo)尺和螺旋測(cè)微器How to Use Vernier and Spiral Micrometer1常用的測(cè)量長(zhǎng)度的量具有米尺、游標(biāo)尺、螺旋測(cè)微計(jì)和測(cè)量顯微鏡等。表征這些儀器的主要規(guī)格的有量程和分度值等。量程表示儀器的測(cè)量范圍；分度值表示儀器所能準(zhǔn)確讀到的最小數(shù)值。米尺的分度值是1毫米，因?yàn)橛妹壮邷y(cè)量長(zhǎng)度時(shí)只能準(zhǔn)確地讀到毫米位，毫米以下的讀數(shù)是估計(jì)數(shù)。本實(shí)驗(yàn)所用的游標(biāo)尺和螺旋測(cè)微計(jì)，分別可以準(zhǔn)確的讀到0.02毫米和0.01毫米，因此它們的分度值分別為0.02毫米和0.01毫米。2這兩種儀器所涉及到的游標(biāo)和螺旋測(cè)微裝置，在技術(shù)上有著廣泛的應(yīng)用。如常用的氣壓計(jì)、焦利秤、測(cè)量顯微鏡、

2、分光計(jì)等，都涉及到這些裝置。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，不僅要學(xué)會(huì)這兩種儀器的正確使用方法，而且還應(yīng)該掌握游標(biāo)和螺旋測(cè)微裝置的原理。3實(shí)驗(yàn)?zāi)康?Experimental purpose1、學(xué)會(huì)游標(biāo)尺和螺旋測(cè)微計(jì)的正確使用方法2、掌握游標(biāo)和螺旋測(cè)微裝置的原理。3、鞏固誤差和有效數(shù)字的計(jì)算。To learn the correct way to manipulate the two devices, to know the principle of vernier .Master the use of caliper and micrometer screw devices through the experim

3、ent.Enhance abilities of calculating error and effect number.4儀器介紹 Introduction of devices游標(biāo)尺、螺旋測(cè)微計(jì)銅柱體小鋼球。vernier caliperMicrometer screw device a copper columna small steel ball5一、游標(biāo)尺 Vernier caliper1、游標(biāo)尺的構(gòu)造The structure of vernier caliper游標(biāo)尺是由主尺（Z）和可沿主尺滑動(dòng)的游尺（U）組成的。游尺上的刻度即游標(biāo)。主尺和游尺的一端，上下各有一只量爪。下面的一對(duì)

4、（C、D下量爪）用來(lái)測(cè)量物體的長(zhǎng)度和外經(jīng)；上面的一對(duì)（E、F上量爪）用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)徑；而深度尺（G）和游尺緊固，用來(lái)測(cè)量深度。當(dāng)下量爪C、D緊密合攏時(shí)，游尺和主尺上的“0”線（零線）應(yīng)對(duì)齊。62、分度值和讀數(shù)方法The sub-degree value and the method of reading.常用游標(biāo)尺的主尺和普通米尺一樣，刻有毫米分格。游標(biāo)的刻度則有各種不同的分格，最簡(jiǎn)單的一種是在游尺上刻十個(gè)分格，它們的總長(zhǎng)度等于主尺上的九分格的長(zhǎng)，所以游尺上的一分格只有0.9毫米。這樣，主尺和游尺對(duì)應(yīng)分格的刻度差為1.0-0.9=0.1毫米，這是這種游標(biāo)尺所能準(zhǔn)確讀到的最小數(shù)值，即分度值。這種在游

5、尺上刻有十個(gè)分格的游標(biāo)尺簡(jiǎn)稱(chēng)“十分游標(biāo)尺”7如果游標(biāo)的第一根刻度線和主尺的第一根刻度線（它們前面都還有一根“0”刻度線）對(duì)齊，那么下量爪C、D間的距離為0.1毫米；如果游標(biāo)的第二根刻度線和主尺的第二根刻度線對(duì)齊，那么C、D間的距離為0.2毫米；以此類(lèi)推。如果游標(biāo)的第十根刻度線與主尺的第十根刻度線對(duì)齊，這時(shí)游標(biāo)的“0”線與主尺的第一根刻度線也對(duì)齊，那么C、D間的距離為1毫米。因此，游標(biāo)只給出毫米以下的讀數(shù)，毫米讀數(shù)則從游標(biāo)“0”線在主尺上的位置讀出。從圖可見(jiàn)，被測(cè)物體的長(zhǎng)度等于主尺的“0”線到游標(biāo)的“0”線之間的距離，即L=24mm+L L=0.18=0.8 mm L=24+0.8=24.8 m

6、m8可見(jiàn)，對(duì)“十分游標(biāo)尺”而言，0.1毫米是由主尺和游標(biāo)對(duì)應(yīng)刻度的刻度差給出的，它也是游標(biāo)尺能準(zhǔn)確讀到的最小數(shù)值。因此，0.1毫米是“十分游標(biāo)尺”的分度值。根據(jù)儀器讀數(shù)的一般規(guī)則，一個(gè)數(shù)據(jù)的最后一位數(shù)應(yīng)該是欠準(zhǔn)數(shù)字，是估讀的。因此，上面讀數(shù)應(yīng)寫(xiě)成：L=24.8 0mm9有時(shí)游標(biāo)上相鄰的兩條刻線好象都與主尺上相應(yīng)的刻線對(duì)齊，這時(shí)讀數(shù)取兩刻度的中間值，且最后一位數(shù)可估讀到下一位的“5”，如圖3-1-3所示。其讀數(shù)為L(zhǎng)=2485mm因此，估讀讀書(shū)引起的誤差估讀誤差，不會(huì)大于1/2分度值。103、游標(biāo)尺的使用說(shuō)明 The instruction of a vernier使用游標(biāo)尺時(shí)，可左手拿物體，右手

7、拿尺，如圖所示。用右手大拇指控制推把w，使游尺沿主尺滑動(dòng)。物體應(yīng)放在量爪的中間部位，游標(biāo)尺也不要用來(lái)測(cè)量粗糙的物體，不要把被夾緊的物體在量爪間挪動(dòng)，以免磨損量爪。 挑戰(zhàn)自我11二、螺旋測(cè)微器 Micrometer screw gauge 螺旋測(cè)微計(jì)的量程比游標(biāo)尺?。ǔＳ玫氖?5毫米或50毫米），它的分度值也比游標(biāo)尺小，通常為0.01毫米。在測(cè)量時(shí)，還可以估讀到0.001毫米，因此，螺旋測(cè)微計(jì)常被用來(lái)測(cè)量數(shù)值不大，測(cè)量精度要求較高的物體，如圖所示121、螺旋測(cè)微計(jì)的結(jié)構(gòu)螺旋測(cè)微計(jì)的尺架（F）呈弓形，一端裝有測(cè)砧（G），測(cè)砧很硬，以保持基面不受磨損。測(cè)微螺桿（R）（露出部分無(wú)螺紋，羅紋在固定套管內(nèi)

8、）和微分筒（T），測(cè)力裝置（H）相連。當(dāng)微分筒相對(duì)于固定套管（S）轉(zhuǎn)過(guò)一周時(shí)，測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退一個(gè)螺距。 測(cè)微螺桿端面和測(cè)砧之間的距離也改變一個(gè)螺距長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)室常用螺旋測(cè)微計(jì)的螺距為0.5毫米。13沿微分筒周界（AB）刻有50等分格，固定套管上刻有毫米刻度線（水平線上方的刻度線為0.5毫米線）。因此，當(dāng)微分筒轉(zhuǎn)過(guò)一分格時(shí)，測(cè)微螺桿沿軸線前進(jìn)或后退0.50/50=0.01毫米。該值就是這種螺旋測(cè)微計(jì)的分度值。142、螺旋測(cè)微計(jì)的使用測(cè)量物體讀數(shù)時(shí)，毫米部分（包括0.5毫米數(shù)）可以從固定套管上的毫米刻度線直接讀出，小數(shù)部分可以從微分筒上的刻度線讀出，如圖（a）所示， 這時(shí)螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)為6.48

9、5毫米。153、在使用螺旋測(cè)微計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí)，將待測(cè)物放在測(cè)砧（G）和測(cè)微螺桿（R）之間，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒猴面的測(cè)力裝置（H），使測(cè)微螺桿前進(jìn)，當(dāng)它們以一定的力把待測(cè)物剛好夾緊時(shí)，測(cè)力裝置中的棘輪（測(cè)力裝置又稱(chēng)棘輪裝置）即發(fā)出“喀、喀”的響聲。這樣既不致把待測(cè)物夾得過(guò)松或過(guò)緊，影響測(cè)量結(jié)果，也不致壓壞測(cè)微螺桿的螺紋。螺旋測(cè)微計(jì)能否保持測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確，關(guān)鍵是能否保護(hù)好測(cè)微螺桿的螺紋。16 (2) 在使用螺旋測(cè)微計(jì)之前，應(yīng)該先記錄初讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置，當(dāng)測(cè)微螺旋和測(cè)砧剛接觸時(shí)，微分筒AB端面的讀數(shù)應(yīng)為0.000毫米。否側(cè)就因該把初讀數(shù)記錄下來(lái)，以便對(duì)測(cè)得值進(jìn)行修正（如

10、何修正？）。如果初讀數(shù)太大，可以請(qǐng)指導(dǎo)教師對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。17 (3) 對(duì)于微分筒轉(zhuǎn)過(guò)二周測(cè)微螺桿才能進(jìn)一毫米的螺旋測(cè)微計(jì)，使用時(shí)要特別注意微分筒的AB端面是位于固定套管毫米刻度線的前一半還是后一半（可從0.5毫米刻度線判斷）。如果在后一半，切勿少讀0.5毫米。例如在圖（a）中，如果將微分筒后退一圈，筒上的讀數(shù)仍為0.485毫米，但這時(shí)測(cè)微螺旋與測(cè)砧之間的距離已是6.985毫米，如圖（b）所示。18 (4) 螺旋測(cè)微計(jì)用完后，測(cè)微螺桿與測(cè)砧間應(yīng)留一空隙，以免在受熱膨脹時(shí)兩者過(guò)分壓緊而損壞測(cè)微螺桿。 挑戰(zhàn)自我19實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 Experimental Contents1.用游標(biāo)尺測(cè)量空心銅柱體的體積

11、Measure the volume of a hollow copper cylinder using a vernier.(1) 使用游標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)先使游標(biāo)尺的一對(duì)下量爪完全合攏，檢查游標(biāo)的“0”線和主尺的“0”線是否對(duì)齊。然后移動(dòng)游尺，習(xí)讀游標(biāo)的讀數(shù)是多少。進(jìn)行多次練習(xí)后，再開(kāi)始測(cè)量。20(2) 測(cè)量空心銅柱體，測(cè)量體積時(shí)應(yīng)該在柱體周?chē)牟煌恢蒙蠝y(cè)量高度和中心孔深度（各8次）。測(cè)量?jī)?nèi)徑和外徑時(shí)，應(yīng)該在沿軸線的不同位置上測(cè)量（各8次），且每?jī)纱螠y(cè)量都應(yīng)在互相垂直的位置上進(jìn)行。(3) 計(jì)算出空心銅柱體的體積和測(cè)量誤差。212.用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量小鋼球的體積 Measure the volume of a small steel ball by using a micrometer screw gauge (1)使用螺旋測(cè)微計(jì)進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)該先使測(cè)微螺旋與測(cè)砧相接觸，當(dāng)發(fā)生個(gè)喀喀的響聲時(shí)，注意這時(shí)的讀數(shù)是否為零，否則先要把該讀數(shù)一一初讀數(shù)記錄下來(lái)。然后再使測(cè)微螺桿往后移動(dòng)，習(xí)讀這時(shí)的讀數(shù)是多少。特別要注意，是否在讀數(shù)時(shí)丟讀了0.5毫米。也要