长度测量报告
实验一 长度测量
实验目的
1．掌握游标卡尺及螺旋测微器的原理，学会正确使用游标卡尺、螺旋测微器及读数显微镜。
2．掌握等精度测量中不确定度的估算方法和有效数字的基本运算。
实验仪器
游标卡尺，螺旋测微器，读数显微镜和待测量的小工件。 实验原理
1．游标卡尺
（1）原理
游标刻度尺上一共有m 分格，而m 分格的总长度和主刻度尺上的(m －1) 分格的总长度相等。设主刻度尺上每个等分格的长度为y ，游标刻度尺上每个等分格的长度为x ，则有
mx ＝（m －1）y (2－1－1) （2）读数
游标卡尺的读数表示的是主刻度尺的0线与游
标刻度尺的0线之间的距离。读数可分为两部分：
首先，从游标刻度上0线的位置读出整数部分（毫米位）；其次，根据游标刻度尺上与主刻度尺对齐的刻度线读出不足毫米分格的小数部分，二者相加就
是测量值。
2．螺旋测微器
（1）原理
螺旋测微器内部螺旋的螺距为0.5mm ，因此副刻度尺每旋转一周，螺旋测微器内部的测微螺丝杆和副刻度尺同时前进或后退0.5mm ，而螺旋测微器内部的测微螺丝杆套筒每旋转一格，测微螺丝杆沿着轴线方向前进0.01mm ，0.01mm 即为螺旋测微器的最小分度数值。
（2）读数
读数可分两步：首先，观察固定标尺读数准线所在的位置，可以从固定标尺上读出整数部分，每格0.5mm ，即可读到半毫米；其次，以固定标尺的刻度线为读数准线，读出0.5mm 以下的数值，估计读数到最小分度的1/10 ，然后两者相加。
3. 读数显微镜
（1）原理
测微螺旋螺距为1mm （即标尺分度），在显微镜的旋转轮上刻有100个等分格，每格为0.01mm ，当旋转轮转动一周时，显微镜沿标尺移动1mm ，当旋转轮旋转过一个等分格，显微镜就沿标尺移动0.01mm 。0.01mm 即为读数显微镜的最小分度。
（2）测量与读数
1）调节目镜进行视场调整，使显微镜十字线最清晰即可；转动调
焦手轮，从目镜中观测使被测工件成像清晰；可调整被测工件，使其被测工件的一个横截面和显微镜移动方向平行；
2）转动旋转轮可以调节十字竖线对准被测工件的起点，在标尺上读取毫米的整数部分，在旋转轮上读取毫米以下的小数部分。两次读数之和是此点的读数A ；
3）沿着同方向转动旋转轮，使十字竖线恰好停止于被测工件的终点，记下此值所测量工件的长度即L ＝│A ’－A │。
实验内容
1．用游标卡尺测圆柱体体积；
2．用螺旋测微器测量小钢球直径；
3．用读数显微镜测量钢丝的直径。
数据处理
1．自拟表格记录圆柱体的直径D 、高度h ，并计算圆柱体体积V 。利用直接和间接测量的不确定度公式计算不确定度，并将直径、高度和体积用测量结果的标准式表示出来。
2．自拟表格记录小钢球的直径，计算出不确定度，将测量结果用标准式表示出来。
3．测量钢丝直径，计算不确定度，并将结果用标准式表示出来。 思考题
1．何谓仪器的分度数值？米尺、20分度游标卡尺和螺旋测微器的分度数值各为多少？如果用它们测量一个物体约7cm 的长度，问每个待测量能读得几位有效数字？
2．游标刻度尺上30个分格与主刻度尺29个分格等长，问这种游标尺的分度数值为多少？