實驗報告范例

長度測量實驗?zāi)康摹浚?）掌握游標(biāo)、螺旋測微裝置的原理和使用方法。（2）了解讀數(shù)顯微鏡測長度的原理，并學(xué)會使用。（3）鞏固誤差，不確定度和有效數(shù)字的知識，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄、處理及測量結(jié)果表示的方法。實驗原理】1．游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是由米尺（主尺）和附加在米尺上一段能滑動的副尺構(gòu)

成的。它可將米尺估計的那位數(shù)較準(zhǔn)確地讀出來，其特點是游標(biāo)上N個分格的長度與主尺上（N-1）個分格的長度相等，利用主尺上最小分度值a與游標(biāo)上最小分度值b之差來提高測量精度。Nb=(N—1)a

b1:.a—b=aNa往往為1mm,N越大，則a—b越小，游標(biāo)精度越咼。a—b稱為游標(biāo)最小讀數(shù)或精度。例如50分度（N=50）的游標(biāo)卡尺，其精度為150=0.02喚。這也是游標(biāo)尺的示值誤差。讀數(shù)時，根據(jù)游標(biāo)“0”線所對主尺的位置，可在主尺上讀出毫米位的準(zhǔn)確數(shù)，毫米以下的尾數(shù)由游標(biāo)讀出。2．螺旋測微計螺旋測微計（又名千分尺）主要由一根精密的測微螺桿、螺母套管和微分筒構(gòu)成，利用螺旋推進(jìn)原理而設(shè)計的。螺母套管的螺距一般為o.5mm（即為主尺的分度值），當(dāng)微分筒（副尺）相對于螺母套管轉(zhuǎn)一周時，測微螺桿就向前或向后退o.5mm。若在微分筒的圓周上均分50格，則微分筒（副尺）每旋一格，測微螺桿進(jìn)、退05500.01mm，主尺上讀數(shù)變化0.01mm，可見千分尺的最小分度值為0.01mm，再下一位還可以再做估計，因而能讀到千分之一位，其示值誤差為0.004mm。讀數(shù)時，先在螺母套管的標(biāo)尺上讀出0.5mm以上的讀數(shù)；再由微分筒圓周上與螺母套管橫線對齊的位置讀出不足0.5mm的整刻度數(shù)值和毫米千分位的估計數(shù)字。三者之和即為被測物之長度。3．讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡是將顯微鏡和螺旋測微計組合起來，作為測量長度的精密儀器。顯微鏡由目鏡和物鏡組成，目鏡筒中裝有十字叉絲，供對準(zhǔn)被測物用。把顯微鏡裝置與測微螺桿上的螺母套管相連，旋轉(zhuǎn)測微鼓輪（相當(dāng)于千分尺的微分筒），即轉(zhuǎn)動測微螺桿，就可以帶動顯微鏡左右移動。常用的讀數(shù)顯微鏡測微螺桿螺距為1mm，測微鼓輪圓周上刻有100分格，則最小分度值0.01mm，讀數(shù)方法與千分尺相同，其示值誤差為0.015mm。【實驗儀器】游標(biāo)卡尺，螺旋測微計，讀數(shù)顯微鏡，待測物體等。實驗內(nèi)容】1．用游標(biāo)卡尺測量圓環(huán)的體積校準(zhǔn)游標(biāo)卡尺的零點，記下零讀數(shù)。用外量爪測外徑D，高H;用內(nèi)量爪測內(nèi)徑D，重復(fù)測量512次。測量時注意保護(hù)量爪。(3)求體積和不確定度。2．用千分尺測量小球的體積(1)校準(zhǔn)零點，記下零讀數(shù)。(2)重復(fù)測量直徑五次，測量時注意保護(hù)測砧與測桿。(3)求體積和不確定度。3．用讀數(shù)顯微鏡測量金屬絲的直徑(1)調(diào)整顯微鏡，對準(zhǔn)待測物，消除視差。(2)測量時，測微鼓輪始終在同一方向旋轉(zhuǎn)時讀數(shù)，以避免回程差，重復(fù)測量五次。數(shù)據(jù)與結(jié)果】1．用游標(biāo)卡尺測圓環(huán)體積(見表1)表1游標(biāo)卡尺數(shù)據(jù)儀器：游標(biāo)卡尺；示值誤差：A儀=0.02mm,零點誤差D。000mm項目外徑DD1內(nèi)徑DD2高H次數(shù) 7'、(mm)(mm)(mm)

148.0434.9621.88248.0635.0221.90347.9834.9821.96447.9634.9421.94548.0035.0421.86D=48.008mmi苗(D~~—D)2S= 丄1 =0.041mmD1 5—1A=S2+A2=0.046?0.05mmD1 D1 儀D=48.01土0.05mm同理可得D=3496土0.05mm2H=21.91土0.05mm兀V=_(D2—D2)H二18575.179mm3412丿A=：(nHDA)2+(1HDA)2+[1(D2-D2)A卩

VY2 1D\ 2 2D2 41 2H=88.494mm3u0.009x104mm3V=(1.858土0.009)x104mm32．用千分尺測量小球的體積（略）。3．用讀數(shù)顯微鏡測金屬絲的直徑（見表2）表2讀數(shù)顯微鏡數(shù)據(jù)儀器：讀數(shù)顯微鏡，示值誤差：次數(shù)項目12345D/mm)27.37327.23727.38927.27027.384D](mm)27.27027.37727.28427.38827.288D=lD2-DJ(mm)0.1030.1040.1050.1080.104

D-0.1048mmS=0.0017mmDA=$+A2沁0.015nmD D儀D=0.105土0.015mm討論與分析】(1)測定圓環(huán)體積時，分別測了外徑D，內(nèi)徑D和高H，利用公D1 D2 H式：1V=_nH(D2-D2)412求得體積。這一公式雖然簡單，但求不確定度時卻較繁瑣。若作如下變換：1 / 、/ 、D+DD一DV=—nH(D+D)(D—D)=nH—L 2?12=nHQP4 1 2八1 2丿 2 2AVV其中P，Q如圖0-10AVV這時有這樣，求A就簡單多了。VQ誤表Q誤表(2)圓環(huán)、鋼球直徑的多次測量結(jié)果明偶然誤差比較大，可能是被測物件形狀 圖0-10圓環(huán)體積的測量 不理想所致，比如球不圓等。在這種情況下，只有從不同方位多次測量

取平均值才能得到接近真值的體積測量值。用統(tǒng)計方法求得偶然誤差分量5，它同儀器的誤差是相互獨SD立的，在求總不確定度時，用方和根合成。如果其中一個遠(yuǎn)比另一個小時(如S小時(如SD)，根據(jù)微小誤差原理，小誤差的影響可以忽略不計，在求總不確走度時可以簡化計算。用讀數(shù)顯微鏡測量