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实验测量及误差处理游标卡尺在工程上主要可以应用于如下几个方面: 1、测量工件宽度; 2、测量工件外径; 3、测量工件内径; 4、测量工件深度。螺旋测微器是螺旋测微量具中的一种,是依据螺旋推进的原理制成的,固定套管旋转一周带动测微螺杆沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距。在读数显微镜、光学测微目镜及迈克尔逊干涉仪的读数部分都有广泛的应用。一、实验目的(1)掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法。(2)测量物体的密度。(3)巩固有关误差、实验结果不确定度和有效数字的知识, 熟悉数据记录、数据处理及测量结果表示的方法。二、实验原理 1. 游标卡尺原理及读数方法游标卡尺是一种能准确到 以上的较精密量具,用它可以测量物体的长、宽、高、深及工件的内、外直径等。它主要由主尺和一个可沿主尺移动的游标(又称副尺)组成。常用的一种游标卡尺的结构如图所示。 D为主尺, E为副尺,主尺和副尺上有测量钳口 AB 和A’B’,钳口 A’B’用来测量物体内径,尾尺 C在背面与副尺相连,移动副尺时尾尺也随之移动,可用来测量孔径深度, F为锁紧螺钉,旋紧它副尺就与主尺固定了与主尺固定了。,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 cm A‘B’ F A B D C E 读数方法: 用软布将量爪擦干净,使其并拢,查看游标和主尺的零刻度线是否对齐。如果对齐就可以进行测量:如果没有对齐则需要记取零点误差, 记为 L 0,游标的零刻度线在主尺零刻度线右侧的叫正零误差,在主尺零刻度线左侧的叫负零误差。测量时,右手拿住尺身,大拇指移动游标,左手拿待测外径(或内径)的物体,使待测物位于外测量爪之间,当待测物与量爪紧紧相贴时,,先不考虑零点误差,则待测物的长度可分为两部分分别读出,然后再求和。先在主尺上与游标“0”线对齐的位置读出毫米以上的整数部分 L 1, 再在游标上读出不足 1mm 的小数部分 L 2,则 L=L 1 +L 2,其中 L 2 =k * 1/Nmm(k 为游标上与主尺某刻线对得最齐的那条刻线的序数)。例如:游标尺读数为 L 1=0mm ,L 2=K*1/N=12/50= ,最后考虑零点误差 L 0=0mm ,则物体长度 L=L 1+L 2-L 0= 。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 0 2. 螺旋测微计原理及读数方法螺旋测微计是一种较游标卡尺更精密的量具,常用来测量线度小且准确度要求较高的物体的长度。较常见的一种螺旋测微计的构造如下图所示。 1 23456 78 9 0 45 40 1-尺架 2-固定测砧 3-待测物体 4-测微螺杆 5-螺母套管 6-固定套管 7-测分筒 8-棘轮 9-锁紧装置测微螺杆的后端连着圆周上刻有 N分格的测分筒,测微螺杆可随测分筒的转动而进、退。螺母套管的螺距一般取0 .5mm ,当测分筒相对于固定套管转一周时,测微螺杆就沿轴线方向前进或后退0 .5mm ;当测分筒相对于固定套管水平线转过一小格时,测微螺杆则相应地移动()mm 距离。可见,测量时沿水平线的微小长度均能在微分筒圆周上准确地反映出来。读数时,应先读出测分筒前沿圆周在固定套管的标尺上读出 以上的读数,记为 L 1;再由固定套管上水平线对应测分筒圆周得刻度读出不足 的数值,记为 L 2;再估读一位,记为 L 3,则 L=L 1 +L 2 +L 3 -L 0,即为待测物体的长度。螺旋测微器测量长度如图所示。图(a) 中 L=7+ * -0= ;图(b) 中 L=2+ * -0= 。读数之前,应先对螺旋测微器进行零点核准,即固定测砧和测微螺杆之间未放物体并相接触时,测分筒“0”线与固定套管的水平线是否对齐。若对齐,则此时读数为 ;若固定套管水平线在测分筒零刻度线上方,则读数为负值,若固定套管水平线在测分筒零刻度线下方,则读数为正值,记此时零点读数为 L 0。 3. 物体的密度如果物体的质量为 m,体积 V,则物体的密度为: 只要测出物体的质量和体积,根据公式就可以算出物体的密度。 V m??四、实验内容 (1)测量前,先核准游标卡尺的零点。将量爪合拢,检查游标的“0”线是否与主尺的“0”线对齐,如未对齐,则需记下零点读数,以便对测量结果进行修正。(2)测量时,用外量爪测外径 D和高 h(或尾尺),用内量爪测内径 d。左手拿待测物,右手持尺,大拇指轻推小轮,使待测物轻轻卡住即可读数,不要使物体在被卡住时用力移动,以免损坏量爪。(3)改变测量位置重复测量圆管的外径、内径、高各