微细线径的测量.doc

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1、实验二微细线径的测量细微线径的测量在现实生活和生产实践中经常出现，它的测量可能涉及长度、质量等力学量的测量及方法，也可能涉及光学量或电学量的测量，测量方法多种多样。如何选择更好的方案，需要根据实际情况和测量精度要求进行适当的选择或设计。通过本实验的训练，学生可对各种测量方法进行比较分析、方案设计、测量和分析，提高对细微线径的测量思想和方法的认识，培养实验设计能力。【实验目的】1．研究细微线径测量的各种可能方法并进行测量方案设计；2．进一步熟悉各种仪器的使用，提高学生综合运用仪器设备的能力；3．进一步培养学生的实

2、验设计能力。【设计要求】1．设计两种测量微细线经的方法。其中，一种方法为直接测量方法，要求仪器相对误差小于；另一种为间接测量方法，要求相对误差小于3%或者相对误差在与之间（二选一，设计时请说明选择的误差范围）。并通过方法的设计，了解实验仪器的选择和误差均分原理。2．自行设计方案，选择实验室提供的下列仪器，完成实验要求。【可供选择的器材】卷尺（最小分度为1mm）、米尺（最小分度为1mm）、游标卡尺（最小分度为0.02mm）、螺旋测微器（最小分度为0.01mm）、电子天平（最小分度有0.1g和0.001g）、烧杯、

3、金属细丝（），CCD测径仪（相关参数可查阅说明书）。（【实验方法参考】1．光杠杆法一般教材中都有介绍。在被测物体上安装一小反射镜，标尺经反射镜反射被望远镜接收，则被测物体上的微小位移，都会通过反射光所形成运动而得到很大的放大。这微小长度的改变量为：(6.2.1)式中为镜子与标尺间距离。为标尺读数的差值，为镜子前脚与后脚的距离，光杠杆装置的放大倍数为，在实验中，通常为4~8厘米，为米，放大倍数可达到倍。找出微细线经与之的关系。2．干涉法将两块光学玻璃板迭在一起，在一端插入一薄片（或细丝）则在两玻璃板间形成一空气劈

4、尖。当用单色光垂直照射时，在劈尖薄膜上下表面反射的两束光发生干涉，产生的干涉条纹是明暗相间平行于交线的直线，如果在薄片（细丝）处呈现N级条纹，则待测物厚度（或细丝直径）为：(6.2.2)式中为入射光波长，是已知的。3．衍射法用He-Ne激光束垂直入射细丝，则在远处的屏上出现衍射花样，则细丝直径为：(6.2.3)式中为细丝到屏幕间的距离,为级和级两暗纹间的距离。4．CCD法CCD光电传感器，是一种新型的固体成像器件，是光电成像领域里非常重要的一种高新技术产品，在冶金部门中各种管、线、带材轧制过程中的尺寸测量，光纤

5、及纤维制造中丝径尺寸测量、控制机械产品尺寸测量、分类，产品表面评定，文字与图形识别，传真、光谱测量以及空间遥感等都有应用。其基本公式是：其中，是被测物体的实际尺寸，是对应象元脉冲数，b就是测量值中的系统误差，通过两次标定就可以确定K和b值。5．电测法利用光敏感元件，使长度的微小变化引起电参量的明显改变，用电参量替代位移进行测量。将来自传感器信号放大后进行测量，根据各种不同的转换方法形成各种不同形式的测量仪器，有电阻式、霍尔元件式等。6．密度法(6.1.4)根据(6.1.4)式查出金属细丝密度并测出细丝的长度，即

6、可根据相关公式计算出细丝的直径。