长度测量与数据处理练习

1、©旗御援上烷2尊HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY物理实验报告实验题目:长度测量与数据处理练习姓名1:张志林物理实验教学中心实验报告一、实验题目：长度测量与数据处理练习二、实验目的：1.学习在实验中正确读数、记录和处理数据；2. 学习游标卡尺和螺旋测微计的原理和使用。三、实验仪器：米尺、游标卡尺、螺旋测微计、空心圆柱体、小钢球。四、 实验原理(原理图、公式推导和文字说明)：常用测量长度的仪器有米尺、游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜。表征 这些仪器规格的主要指标为量程和分度值。量程表示仪器能够测量到的最大范 围；分度值表示仪器可以准确读到的最小数值。一般说，分度

2、值越小，仪器的 精度越高。如普通米尺的分度值是 1 mm，毫米以下的一位只能凭个人的视力 和“感觉”估计。为了提高精度，可以在米尺上附加一个能够沿主尺滑动的游 尺，构成游标卡尺，从而减小分度值。1. 米尺米尺是长度测量仪器中最基本的仪器，通常用来进行精度要求并不很高的 长度测量。若米尺的分度值为1 mm,则用米尺测量长度时，可准确到毫米这一位，毫米以下的一位，则靠估计。例如，用米尺测量一个物体的长度l=AB，如图1所示。/ ioISI(ill.丄iLiihhiii iiii L.111.111 Lil.丄il丄hi米尺的读数A点位置的读数是9.50 cm, B点位置的读数是12.63 cm,则

3、1=12.63-9.50=3.13 cm。2. 游标卡尺(1) 分度值分度值i始终等于a/n，它只与游标的分度数(格数)n和主尺的最小分度a 有关。在a一定的情况下，游标的格数n越多，游标卡尺的分度值i就越小， 游标卡尺的精度也越高。由于仪器结构和视觉分辨能力的限制，游标卡尺的分 度值最小为0. 02 mm。(2) 读数规则先读出游标零线前主尺的读数Io,再看游标尺上的第k条刻线与主尺的某 线对齐（或最接近对齐），然后用k乘游标的分度值i，再与主尺读数Io相加，即 为测量的长度I。丄尺(111,11 IIIIlliIII2 |fllll25 5ftlll|llllLl=l o+ki直接读数1=

4、0.25 mm二十分游标示数3. 螺旋测微计螺旋测微计，也称千分尺，通常用它测小球的直径、金属丝的直径和薄板 的厚度等。构造螺旋测微计的主要部分是测微螺旋。它由一根精密的测微螺杆和螺母套管 （其螺距是0.5 mm）组成，测微螺杆的后端还带一个具有 50个分度的微分筒。 当微分筒相对于螺母套管经过1个分度时，测微螺杆就会前进或后退1/50X 0. 5 mm（即0.01 mm）。因此，从微分筒转过的刻度可以准确地读出测微螺杆沿轴线 移动的微小长度。为了读出测微螺杆移动的毫米数，在固定套管上刻有毫米分 度标尺。测量测量物体时，应先将测微螺杆退开，把待测物体放在测量面之间，然后轻 转棘轮，使测微螺杆和

5、砧台的测量面刚好与物体接触。这时，在固定套管的标 尺上和微分筒锥面上的读数就是待测物体的长度。读数时，应从标尺上读整数 部分（读到半毫米），从微分筒上读小数部分（估计到最小分度的1/10,即1 %。 mm），然后两者相加。读数:5. 383 mm螺旋测微计示数五、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论）：1. 测空心圆柱体（表1、2）表1用米尺测空心圆柱体的数据记录h12.9422.9532.9342.9452.94平均2.94S0.007表2用游标卡尺测空心圆柱体的数据记录AD 仪=0.005cm单位：cmD外D内12.6002.23022.6102.23532.5952.23042.595

6、2.22552.5952.230平均2.5992.230S0.0100.002D外SD外D仪-0.0102 0.00520.01cmD内.S爲D 仪J0.0022_0.00520.005cmV -( D外 D内)H4h ; S'D仪-0.0072 0.052 0.05cm(2.59922.2302) 2.944.11cm34dFdi）2（ D外）2（dFdt加2（存 H）22 2.5992 22.5992.23022 2)(0.010)2 2.230222.59922.23022 2)(0.005)2 2(2.94) (0.05)0.0919.1%34.11 9.1%0.4cmV V

7、V 4.10.4cm32. 用螺旋测微计测钢球（表3）表3用螺旋测微计测钢球的数据记录零点读数： 0.004mmAD仪=0.004mm单位：cmD10.793520.794130.793640.794050.793660.7941平均0.7938S0.0003D JsD 2D 仪 0.0006 cm333V -D (0.7938)0.2616cm6 6VV2lnVc 2 c D30.00060.00220.22%oDD0.793830.0006cm3V V V 0.26160.0006cm六、总结及可能性应用(误差分析、收获、体会及本实验的应用) ： 实验过程中需特别注意各测量工具的正确使用方法。 用米尺测量时，应注意以下两点： (1)尽量减小视差，使待测物与米尺的刻度紧贴。(2)当米尺的刻度由端边开始时，不要用米尺的端边作为测量的起点，以免 由于米尺端边的磨损给测量结果引入系统误差。使用螺旋测微计应注意的事项(1)记录零点读数。测微螺杆与砧台接触时，微分筒上的零线应正好和固定 套筒上的横线对