長度的測量和基本數(shù)據(jù)處理講義

1、長度的測量和基本數(shù)據(jù)處理長度的測量和基本數(shù)據(jù)處理 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1、理解游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)和移測顯微鏡的原理，掌握它們的使用方法； 2、練習(xí)有效數(shù)字運(yùn)算和誤差處理的方法。 【實(shí)驗(yàn)儀器和用品實(shí)驗(yàn)儀器和用品】 游標(biāo)卡尺（0125mm，0.02mm） 、螺旋測微計(jì)（025mm，0.01mm） 、移測顯微鏡 （jcd3，0.01mm） 、空心圓管、小鋼球等。 【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】 1、游標(biāo)卡尺的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法 游標(biāo)卡尺分主尺和游標(biāo)（副尺）兩部分。主尺上刻有標(biāo)準(zhǔn)刻度 125mm。游標(biāo)上均勻刻 有 50 個分度，總長度為 49mm，游標(biāo)上 50 個分度比標(biāo)準(zhǔn)的 50mm 短 1mm，1 個分

2、度比標(biāo) 準(zhǔn)的 1mm 短mm，即 0.02mm，這 0.02mm 就是游標(biāo)卡尺的最小分度值（即精度） 。游 1 50 標(biāo)卡尺的卡口合并時，游標(biāo)零線與主尺零線恰好對齊?？陂g放上被測物時，以游標(biāo)零線 為起點(diǎn)往前看，觀察主尺上的讀數(shù)是多少。假設(shè)讀數(shù)是 xmm 多一點(diǎn)，這“多一點(diǎn)”肯定 不足 1mm，要從游標(biāo)上讀。此時，從游標(biāo)上找出與主尺上某刻度最對齊的一條刻度線，設(shè) 是第 n 條，則這“多一點(diǎn)”的長度應(yīng)等于 0.02nmm，被測物的總長度應(yīng)為 l=(x+0.02n) mm。用這種規(guī)格的游標(biāo)卡尺測量物體的長度時，以“mm”為單位，小數(shù)點(diǎn)后必有兩位， 且末位數(shù)必為偶數(shù)。游標(biāo)上每 5 小格標(biāo)明為 1 大

3、格，每小格讀數(shù)作 0.02mm，每大格就應(yīng) 讀作 0.10mm。從游標(biāo)零線起往后，依次讀作 0.02mm，0.04mm，0.06mm，直至第 5 小格即第 1 大格讀作 0.10mm。 再往后，依次讀作 0.12mm，0.14mm，0.16mm，直至第 2 大 格讀作 0.20mm。后面的讀數(shù)依此類推。游標(biāo) 卡尺不需往下估讀。如圖 1-5 應(yīng)讀作 61.36mm 或 6.136cm 2、螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法、螺旋測微器的構(gòu)造原理及讀數(shù)方法 螺旋測微計(jì)主要由弓形體、固定套筒和活動套筒（微分套筒）三部分構(gòu)成。螺旋測微 計(jì)的測微原理是機(jī)械放大法。固定套筒上有一條水平拱線叫讀數(shù)基線?；€上邊

4、是毫米刻 度線，下邊是半毫米刻度線。螺旋測微計(jì)的螺距是 0.5mm，活動套筒每轉(zhuǎn)動一周，螺桿就 前進(jìn)或者后退 0.5mm?；顒犹淄驳倪吘壣暇鶆蚩逃?50 個分度，每轉(zhuǎn)動一個分度，螺桿就 前進(jìn)或者后退mm 即 0.01mm。這 0.01mm 就是螺旋測微計(jì)的最小分度值（即精度） 。 0.5 50 實(shí)際測量時，分度線不一定正好與讀數(shù)基線對齊，因此還必須往下估讀到 0.001mm?？梢姡?用螺旋測微計(jì)測量物體的長度時,以“mm”為單位，小數(shù)點(diǎn)后必有三位。讀數(shù)時，先從固定 套筒上讀出大于半毫米的大數(shù)部分，再從活動套筒的邊緣上讀出小于半毫米的部分，二者 067 03 45 主尺 游標(biāo) 圖 1-5 圖 1

5、-7（a）主刻度尺讀數(shù) 圖 1-7（b）測微鼓輪讀數(shù) 之和就是被測物體的總長度。這其中一定要注意觀察半毫米刻度線是否露出來了。如圖 1- 6(a)應(yīng)讀作 5.272mm，圖 1-6(b)應(yīng)讀作 5.772mm. 使用螺旋測微計(jì)之前，必須先檢查零點(diǎn)讀數(shù)。先轉(zhuǎn)動大棘輪使螺桿前進(jìn)，當(dāng)螺桿快要 接觸測砧時就應(yīng)轉(zhuǎn)動后面的小棘輪，聽到“嗒嗒”聲立即停止。如果此時活動套筒上的零 線正好對齊讀數(shù)基線，零點(diǎn)讀數(shù)就記作 0.000mm，如果零線在讀數(shù)基線以上，零點(diǎn)讀數(shù)記 作負(fù)，反之為正。每一次測 量的直接讀數(shù)減去零點(diǎn)讀數(shù) 才是真正的測量值，即測量 值=直接讀數(shù)零點(diǎn)讀數(shù)。例 如零點(diǎn)讀數(shù)是-0.002mm，直 接讀數(shù)

6、是 5.272mm，則測量值 =5.272-（-0.002） =5.274（mm） 。 3、讀數(shù)顯微鏡的構(gòu)造原 理及讀數(shù)方法 讀數(shù)顯微鏡是將顯微鏡與螺旋測微計(jì)結(jié)合起來的長度精密測量儀器。其測微原理是光 學(xué)放大法和機(jī)械放大法的綜合?；顒勇輻U與顯微鏡筒通過螺旋相互嚙合，轉(zhuǎn)動活動螺桿右 端的鼓輪，就可以使顯微鏡左右平移。測微螺旋的螺距為 1mm，鼓輪邊緣上均勻刻有 100 個分度，每轉(zhuǎn)動一個分度鏡筒就向左或向右平移 0.01mm。所以讀數(shù)顯微鏡的最小分度值也 是 0.01mm，讀數(shù)時也要往下估讀到 0.001mm。具體測量步驟是：（1）調(diào)節(jié)目鏡，看到清晰 的十字叉絲，并將叉絲調(diào)正；（2）將被測物平放

7、到載物臺上，并在鏡筒的正下方，使被測 長度的方向與鏡筒平移的方向平行，然后調(diào)節(jié)鏡筒升降旋鈕，使鏡筒緩慢的上升或下降， 進(jìn)行調(diào)焦，直到看清物體的像，無視差；（3）轉(zhuǎn)動鼓輪，平移鏡筒，當(dāng)叉絲的豎絲與物像 的始端相切時，記下初讀數(shù) x1，讀數(shù)方法如圖 1-7（a）和 1-7（b）所示。 繼續(xù)沿同一方向平移鏡筒，當(dāng) 豎絲與物像的末端相切時，記下末讀 數(shù)，則待測長度； 2 x 21 dxx 05 固定套筒 圖 1- 6（a） 30 25 微分套筒 05 固定套筒 圖 1-6 (b) 30 25 微分套筒 1 x 2 x 移動方向 圖 1-8 21 dxx （4）讀數(shù)時，從固定刻度上讀出大 于 1mm 部

8、分，從鼓輪邊緣上讀出小于 1mm 的部分，二者之和就是 x1或 x2 的值。 測量時應(yīng)注意的問題是，兩次讀數(shù)時鏡筒必須是向同一個方向平移，不得移過了頭又 移回來，這樣會產(chǎn)生空程誤差。如果不小心移過了頭，必須多往回退一些距離，再重新沿 原方向平移，對準(zhǔn)被測點(diǎn)。 如果簡單地概括讀數(shù)顯微鏡的原理和使用方法，就是“綜合放大，同向平移，求差” 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求】 1、用讀數(shù)顯微鏡測量給定刻線的寬度，重復(fù)測量 6 次。 2、用螺旋測微計(jì)測量小鋼球的直徑，沿不同徑向測 6 次（注意：使用前應(yīng)記錄螺旋側(cè) 微計(jì)的零點(diǎn)讀數(shù)） 3、用游標(biāo)卡尺測量空心圓管的外徑、內(nèi)徑和高，重復(fù)測量 6 次。 4、計(jì)算給

9、定刻線的寬度和不確定度。 5、計(jì)算鋼球的體積和不確定度。 6、計(jì)算空心圓管的體積。 【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】 1、注意保護(hù)游標(biāo)卡尺的卡口不被磨損，輕輕卡住即可讀數(shù)，不能將被測物在卡口內(nèi)移 動，不能跌。 2、使用螺旋測微計(jì)時，當(dāng)螺桿與被測物相距較近時就要轉(zhuǎn)動尾部的小棘輪，聽到“嗒 嗒”聲應(yīng)立即停止。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，螺桿和測砧之間應(yīng)留有小縫隙，不能擰死，以防熱膨脹 壓壞精密螺絲。 3、使用移測顯微鏡時，同一組讀數(shù)應(yīng)為沿同一方向平移讀得的結(jié)果，否則會產(chǎn)生空程 誤差。鏡頭不能用手觸摸。調(diào)焦時上、下移動筒一定緩慢，千萬不能壓壞物鏡或被測物。 【數(shù)據(jù)記錄與處理數(shù)據(jù)記錄與處理】 表一 給定刻線寬度的測量 讀

10、數(shù)顯微鏡的儀器誤差mm005. 0 次序 項(xiàng)目 123456 1( )x mm 2( )x mm 12 |-|()dxxmm = 123456 1 () 6 dddddddmm = 2 () () 6 (6 1) i a dd us d mm = 3 b u mm = 22 () ab u duumm = mm()ddu d 表二 鋼球直徑的測量 儀器誤差=0.004 零點(diǎn)讀數(shù) mm 0 d mm 次序 123456 平均值 不確定度 )(dua 直讀值（ ）mm 測量值（ ）mm = = 2 2 3 )()( dudu a mm = = 3 1 6 vd 3 1 6 vd 3 cm = =

11、2 1 2 dv vddd dd 2 1 ( )() 2 u vd u d 3 cm = = ( )vvu v 3 cm 表三 圓管體積的測量 游標(biāo)卡尺的儀器誤差=0.02。mm 次序 項(xiàng)目 123456平均值 外徑 ()d mm 內(nèi)徑 ()d mm 高()h mm = 22 () 4 vddh 22 () 4 vddh 3 cm 【思考題思考題】 1、10 分度和 20 分度的游標(biāo)卡尺，最小分度值分別是多大？讀數(shù)的末位有什么樣的特 點(diǎn)？ 2、比較一下游標(biāo)卡尺和螺旋測微計(jì)，二者的讀數(shù)方法有什么不同？ winger tuivasa-sheck, who scored two tries in t

12、he kiwis 20-18 semi-final win over england, has been passed fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against usa. both sides boast 100% records heading into the encounter but australia have not conceded a try since j

13、osh charnleys effort in their first pool match against england on the opening day. aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with eight. but it is recently named rugby league international federation player of the year sonny bill willi

14、ams who has attracted the most interest in the tournament so far. the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby league and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011. id give every award back in a heartbea

15、t just to get across the line this weekend, said williams.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday. i

16、 am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport. for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was. uefa has opened disciplinary proceedings against cska for the racist behaviour of their fans during c

17、itys 2-1 win. michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions. cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we found no racist insults from fans of cska

18、. baumgartner the disappointing news: mission aborted. the supersonic descent could happen as early as sunda. the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cove

19、r. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.

20、6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence. the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he will slowly step out onto something resembling an olympic divin

21、g platform. they blew it in 2008 when they got caught cold in the final and they will not make the same mistake against the kiwis in manchester. five years ago they cruised through to the final and so far history has repeated itself here - the last try they conceded was scored by englands josh charn

22、ley in the opening game of the tournament. that could be classed as a weakness, a team under-cooked - but i have been impressed by the kangaroos focus in their games since then. they have been concentrating on the sort of stuff that wins you tough, even contests - strong defence, especially on their own goal-line, completi