2023年實驗報告長度測量

。。實驗題目：長度測量(1)實驗?zāi)康膶W習米尺、游標卡尺、螺旋測微計和移測顯微鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法，初步掌握實驗數(shù)據(jù)記錄、有效數(shù)字和誤差計算規(guī)則以及對測量結(jié)果的表達方法。(2)實驗儀器米尺、游標卡尺、螺旋測微計、移測顯微鏡。(3)實驗原理①游標卡尺的工作原理游標卡尺是運用主尺和副尺的分度的微小差異來提高儀器精度的。如圖221-3所示的“十分游標”，主尺上單位分度的長度為1mm,副尺的單位分度的長度為0.9mm,副尺有10條刻度，當主、副尺上的零線對齊時,主、副尺上第n(n為小于9的整數(shù))條刻度相距為nXO.1=0,nmm,當副尺向右移動O.nmm時，則副尺上第這就是“十分游標”這就是“十分游標”這就是“十分游標”圖這就是“十分游標”圖其他類型游標卡尺的工作原理與上述相同。②螺旋測微計的工作原理如圖2.2.1-4所示,A為固定在弓形支架的套筒,C是螺距為0.5mm的螺桿,B為活動套筒，它和測微螺桿連在一起?；顒犹淄残D(zhuǎn)一周，螺桿移動0.5mm。活動套筒左端邊沿沿圓周刻有50個分度，當它轉(zhuǎn)過1分度,螺桿移動的距離6=0.5/50=0.01mm,這樣，螺桿移動0.01mm時，就能準確讀出。③移測顯微鏡移測顯微鏡的螺旋測微裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與螺旋測微計相似，所以能把儀器精度提高到0.01mm。由

于移測顯微鏡能將被測物體放大,因而物體上相距很近的兩點間的距離也能測出。（4）實驗數(shù)據(jù)與解決（橙色字體的數(shù)據(jù)是在實驗室測量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)是計算所得。）一、用米尺測量①用米尺測量木條長度，米尺的量程2m,最小分度值1mm。IO-字的取值規(guī)則，不擬單次測量：4=45.55(cmgA/=0.10(cmMJB(/)=4儀/=0.10/J5=0.058cmIO-字的取值規(guī)則，不擬測量結(jié)果：/±UB(/)=45.55±0.06(cm)=(4.555±0.00G②用米尺多次測量木盒的長度表1-1123456平均值UaUbUc115.4915.5015.415.515.5215.510.010.060.06(cm9055.51)—UA(l)=宓宓/6x(6—1)(15.49-15.51)2+(15.5()-15.51)2+(15.49-15.51)2+(15.50-15.51)2+(15.52-15.51)2+(15.55-15.51)26x(6-1)=0.00946mm=0.01mmUb=△儀/6=0.10/V3=0.06cmUc(/)=J億(/))2+(4(/))2=J(0.01)2+(0.06)2=006cm,測量結(jié)果:/±Uc(/)=15.51±0.06(cm)=(1.551±0.(X)6)X二、用游標卡尺(千分尺)測量銅套的高H、外徑D、內(nèi)徑d等基本量度，估算各直接測量量的不擬定度。計算出物體的體積，估算不擬定度。②表1-2游標卡尺（量程125mm、最小分度值△儀=0.02mm、零點讀數(shù)0.00mm）測量銅管外形尺寸1123456平均值UaH(mm)36.0636.0436.1()36.0836.0836.1036.08lolD(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.33■/\123456123456平均值UaH(mm)36.0636.0436.1()36.0836.0836.1036.08lolD(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.33■/\0.01Ub0.010.010.010.010.oUc1Jn_6_根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬")2/〃(〃—1)=^(H,.-H)2/6x(6-D/=i根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬/=i/=i/=i/=i(36.06-36.08)2+(36.04-36.08)2+(36.10-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.08-36.08)2+(36.10-36.08)26x(6-1)=0.00955mm^0.01mm同樣可以計算出Ua(D)=0.00843mm。=0.01mm,UA(d)=0.00989mm10.01mn|,Ub二△儀/、后=0.02/V3=0.01mmUc(H)=+(U§)2=().0150mmg0.01mm,Uc(D)=J(。八(￡)))?+(U、)2=0.0143mmp0.01mm,Uc(d)=J(U.(d))2+(U/j2=o.0152mm^O.O1mm,計算銅套的體積及其不擬定度：V=-(D2-d2)-H=4063.73mm3=4.0637x1(尸⑺)。八0。J\oa)\oHHDU（D））2+（y77dU（d））2+寧（萬2-d2）U（H）\2（式中的不擬定度u（d）u（d）u（h）代入c類不擬定度）=21.68mm3=21.68x10-9(m)根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬測量結(jié)果為:銅套的體積V=（4.06±T.0根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結(jié)果有效數(shù)字的末根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不擬三、用螺旋測微器（外徑用千分尺）測量小鐵球的直徑D,并計算其體積丫=3勿《3=工。336表1-3最小分度值△儀=0.01mm,系統(tǒng)誤差=儀器的零點讀數(shù)=-0.005mm鋼珠123456平均值UAUbUcD(mm)4.9965.0044.9965.0005.0124.9955.0010.0030.0060.006鋼珠的直徑為：D=5.006±0.006u八(￡>)=Jg(。一方尸/九ST)=J，X—P)2/6x(6-1)=0jUb=△儀/V5=0。1=()?006mmUc(D)=[(U\(D)f+(U4)2=0.0143mm七0.01mm,=^D3=X5.0063=65.68574926^65.69mm3不規(guī)定計算體積V的不擬定度)四、用移測顯微鏡測量(量程100mm、最小分度值0.01mm)毛細管直徑(表1—4)測量玻璃毛細管內(nèi)的直徑d,移測顯微鏡量程為5()mm,最小分度值A(chǔ)位=0.()1mm,序數(shù)123456平均值A(chǔ)類不擬定度UAA(mm)65.40065.42365.42365.29765.29465.285B(mm)65.06665.06365.06564.98264.95964.963d(mm)0.3340.3600.3580.3150.3350.3220.3370.008D=|A-B|,計算A類不擬定度Ua也就是平均值標準偏差(71測量結(jié)果:玻璃毛細管內(nèi)的直徑d±Ua