实验报告(长度测量).doc

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1、长度的测量和基本数据处理【实验目的】1、理解游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的原理,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(0—125mm,0.02mm)、螺旋测微计(0—25mm,0.01mm)、移测显微镜(JCD3,0.01mm)、空心圆管、小钢球、坐标纸。【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(副尺)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mm,即0.02mm,这0.02mm就是游标卡尺的最小分度

2、值(即精度)。游标卡尺的卡口合并时,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Xmm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0.02nmm,被测物的总长度应为L=(x+0.02n)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0.02mm,每大格就应读作0.10mm。从游标零线起往后,依次读作0.02mm,0.04mm,0.06

3、mm,……直至第5小格即第1大格读作0.10mm。0670345主尺游标图1-5再往后,依次读作0.12mm,0.14mm,0.16mm,……直至第2大格读作0.20mm。后面的读数依此类推。游标卡尺不需往下估读。如图1-5应读作61.36mm或6.136cm2、螺旋测微器的构造原理及读数方法螺旋测微计主要由弓形体、固定套筒和活动套筒(微分套筒)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0.5mm,活动套筒每转动一周,螺杆就前进或者后退0.5mm。活动套筒的边缘上均匀刻有50个分度

4、,每转动一个分度,螺杆就前进或者后退mm即0.01mm。这0.01mm就是螺旋测微计的最小分度值(即精度)。实际测量时,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0.001mm。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5.272mm,图1-6(b)应读作5.772mm.05固定套筒图1-6(a)3025微分套筒05固定套筒图1-6(b)3025微分套筒图

5、1-7(a)主刻度尺读数图1-7(b)测微鼓轮读数数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0.000mm,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-0.002mm,直接读数是5.272mm,则测量值=5.272-(-0.002)=5.274(mm)。3、读数显微镜的构造原理及读数方法移动方向图1-8读数显微镜是将显微镜与螺旋测微计结

6、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0.01mm。所以读数显微镜的最小分度值也是0.01mm,读数时也要往下估读到0.001mm。具体测量步骤是:(1)调节目镜,看到清晰的十字叉丝,并将叉丝调正;(2)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;(3)转动鼓轮,

7、平移镜筒,当叉丝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(a)和1-7(b)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,则待测长度;(4)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。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。如果简单地概括读数显微镜

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