螺旋测微器和游标卡尺的使用

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1、螺旋测微器和游标卡尺的使用长度、质量测量是最基本的测量之一，科学实验和生产实践中许多测量都与长度、质量测量有关。不少定量的物理仪器，其标度均按一定长度来划分，比如，用温度计测温度和用电流表或电压表测电流或电压时，就是准确观测水银柱在温度标尺上的距离和电表指针在表头标尺上的距离来量度的。长度测量的仪器和方法有多种多样，最基本的测量工具要算米尺、游标卡尺和螺旋测微计。如果所要测量的物体无法直接接触测量或物体的线度很小且测量要求准确度很高，则可用其它更精密的仪器（如读数显微镜）或其它更适合的测量方法。测量物体质量的种类很多，但大多数是以杠杆原理为基础而设计的，如物理天平、分析天平、

2、精密天平等，也有一些测量微小变化力的秤，根据胡克定律制作，如焦利秤、扭秤等。【实验目的】（1）掌握游标卡尺、螺旋测微计和天平的使用方法。（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、处理及测量结果表示的方法。【实验原理】1.游标原理及读数方法 游标卡尺是一种能准确到0.1mm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。它主要由按米尺刻度的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1-1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

3、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。图1-1游标卡尺构造图游标卡尺的分度原理：如果用表示主尺最小分度值，用表示游标分度数。通常设计个游标分格的长度与主尺上（）个分格的总长度相等，利用倍主尺最小刻度值（）与游标上最小刻度值之差来提高测量的精度。游标上最小刻度值为，则有其差值为倍数称为游标系数，通常取1或2。由此可知，a一定时，越大，其差值（）越小，测量时读数的准确度越高。该差值通常称为游标的分度-43-值或精度，这就是游标分度原理。不同型号和规格的游标卡尺，其游标的长度和分度数可以不同，但其游标的基

4、本原理均图1-2主尺与游标尺相同。本实验室所用的是游标系数为1的50分度游标卡尺。=50，=1mm，分度值为=0.02mm，此值正是测量时能读到的最小读数（也是仪器的示值误差）。如图1-2所示。读数时，待测物的长度可分为两部分读出后再相加。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，再在游标上读出不足1mm的小数部分，则。mm,k为游标上与主尺某刻线对得最齐的那条刻线的序数。例如图1-3所示的游标尺读数为，。所以。许多游标卡尺的游标上常标有数值，可以直接由游标上读出。如图1-3，可以从游标上直接读出为。2.螺旋测微计原理螺旋测微计是螺旋测微量具中的一种，其它还有

5、读数显微镜、光学测微目镜及迈克尔孙干涉仪的读数部分也都是利用螺旋测微原理而制成的。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图1-4所示。图1-4　螺旋测微计构造图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-锁紧装置该量具的核心部分主要由测微螺杆和螺母套管所组成，是利用螺旋推进原理而设计的。测微螺杆的后端连着圆周上刻有N分格的微分筒，测微螺杆可随微分筒的转动而进、退。螺母套管的螺距一般取０.5mm，当微分筒相对于螺母套管转一周时，测微螺杆就沿轴

6、线方向前进或后退０.5mm；当微分筒转过一小格时，测微螺杆则相应地移动-43-mm距离。可见，测量时沿轴线的微小长度均能在微分筒圆周上准确地反映出来。比如=50,则能准确读到0.5/50=0.01mm，再估读一位，则可读到0.001mm，这正是称螺旋测微计为千分尺的缘故。实验室常用的千分尺的示值误差为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上读出不足0.5mm的数值，再估读一位，则三者之和即为待测物的长度。如图1-5所示。（a）L=5+0.5+0.150=5.650mm（b）L=5+0.150=5.150m

7、m3.物体的密度如果物体的质量为，体积为，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。【实验仪器】普通游标卡尺、数字式游标卡尺、普通螺旋测微计、数字式螺旋测微计、数字式天平及待测物。【实验内容】　　1．用游标卡尺测量圆管的体积（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，以便进行修正。（2）测量时，用外量爪测外径D1和高H，用内量爪测内径D2。左手拿待测物，右手持尺，大拇指轻转小轮，使待测物轻轻卡住即可