实验报告范例

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长 度 测 量

【实验目的】

（1）掌握游标、螺旋测微装置的原理和使用方法。

（2）了解读数显微镜测长度的原理，并学会使用。

（3）巩固误差，不确定度和有效数字的知识，学习数据记录、处理及测量结果表示的方法。

【实验原理】

1．游标卡尺

游标卡尺是由米尺（主尺）和附加在米尺上一段能滑动的副尺构成的。它可将米尺估计的那位数较准确地读出来，其特点是游标上N个分格的长度与主尺上（N - 1）个分格的长度相等，利用主尺上最小分度值a与游标上最小分度值b之差来提高测量精度。

?Nb?(N?1)a 1?a?b?aN

游标精度越高。a?b称为游标最小a往往为1mm，N越大, 则a?b越小，

读数或精度。例如50分度(N?50)的游标卡尺，其精度为150?0.02mm。这也是游标尺的示值误差。

读数时，根据游标“0”线所对主尺的位置，可在主尺上读出毫米位的准确数，毫米以下的尾数由游标读出。 2．螺旋测微计

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螺旋测微计（又名千分尺）主要由一根精密的测微螺杆、螺母套管和微分筒构成，利用螺旋推进原理而设计的。螺母套管的螺距一般为0.5mm（即为主尺的分度值），当微分筒（副尺）相对于螺母套管转一周时，测微螺杆就向前或向后退0.5mm。若在微分筒的圆周上均分50格，则微分筒（副尺）每旋一格，测微螺杆进、退0.550?0.01mm，主尺上读数变化0.01mm，可见千分尺的最小分度值为0.01mm，再下一位还可以再做估计，因而能读到千分之一位，其示值误差为0.004mm。

读数时，先在螺母套管的标尺上读出0.5mm以上的读数；再由微分筒圆周上与螺母套管横线对齐的位置读出不足0.5mm的整刻度数值和毫米千分位的估计数字。三者之和即为被测物之长度。

3．读数显微镜

读数显微镜是将显微镜和螺旋测微计组合起来，作为测量长度的精密仪器。显微镜由目镜和物镜组成，目镜筒中装有十字叉丝，供对准被测物用。把显微镜装置与测微螺杆上的螺母套管相连，旋转测微鼓轮（相当于千分尺的微分筒），即转动测微螺杆，就可以带动显微镜左右移动。常用的读数显微镜测微螺杆螺距为1mm，测微鼓轮圆周上刻有100分格，则最小分度值0.01mm，读数方法与千分尺相同，其示值误差为0.015mm。 【实验仪器】

游标卡尺，螺旋测微计，读数显微镜，待测物体等。

【实验内容】

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1．用游标卡尺测量圆环的体积

（1）校准游标卡尺的零点，记下零读数。

（2）用外量爪测外径D1，高H；用内量爪测内径D2，重复测量5

次。测量时注意保护量爪。 （3）求体积和不确定度。

2．用千分尺测量小球的体积 （1）校准零点，记下零读数。

（2）重复测量直径五次，测量时注意保护测砧与测杆。 （3）求体积和不确定度。

3．用读数显微镜测量金属丝的直径

（1）调整显微镜，对准待测物，消除视差。

（2）测量时，测微鼓轮始终在同一方向旋转时读数，以避免回程

差，重复测量五次。

【数据与结果】

1．用游标卡尺测圆环体积（见表1）

表1 游标卡尺数据

仪器：游标卡尺；示值误差：Δ仪=0.02mm，零点误差D0?0.00mm

项目 次数 3

外径D1 (mm) 内径D2 (mm) 高H (mm) 实验报告范例

1 48.04 2 48.06 3 47.98 4 47.96 5 48.00 D1?48.008mmSD1?ΔD1?34.96 35.02 34.98 34.94 35.04 21.88 21.90 21.96 21.94 21.86 2(D?D)?1i1?0.041mm5?122SD?Δ?0.046?0.05mm仪1

?D?48.01?0.05mm同理可得

D2?34.96?0.05mmH?21.91?0.05mm

?V?(D12?D22)H?18575.179mm3

4πππΔV?(HD1ΔD1)2?(HD2ΔD2)2?[(D12?D22)ΔH]2224 ?88.494mm?0.009?10mm343 V?(1.858?0.009)?104mm3

2．用千分尺测量小球的体积（略）。

3．用读数显微镜测金属丝的直径（见表2）

表2 读数显微镜数据

仪器：读数显微镜，示值误差：?仪?0.015mm

次数 项目 D2(mm) D1(mm) D=| D2 - D1| (mm) 1 2 3 4 5 27.373 27.237 27.389 27.270 27.384 27.270 27.377 27.284 27.388 27.288 0.103 0.104 0.105 0.108 0.104 4