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绪 论

绪 论. (下). 3.6 实验室常用仪器的示值误差. 3.6.1 有关仪器的几个概念.  仪器的精度等级.  仪器的示值误差.  仪器的分度值.  仪器的灵敏阈.  1. 仪器的精度等级. 仪器的 精度 通常指它能分辨的物理量的最小值。. 精度越高,它的分度越细,允许的偏差就越小。.  2. 仪器的示值误差. 它表示在正确使用仪器的条件下,仪器 示值 与 被测量真值 之间可能产生的最大误差的绝对值。. 一般写在仪器的标牌上或说明书中。. 有的仪器直接给出精度等级。.  3. 仪器的分度值和仪器的灵敏阈.

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Presentation Transcript


  1. 绪 论 (下)

  2. 3.6 实验室常用仪器的示值误差 3.6.1有关仪器的几个概念  仪器的精度等级  仪器的示值误差  仪器的分度值  仪器的灵敏阈

  3.  1. 仪器的精度等级 仪器的精度通常指它能分辨的物理量的最小值。 精度越高,它的分度越细,允许的偏差就越小。

  4.  2. 仪器的示值误差 • 它表示在正确使用仪器的条件下,仪器示值与被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值。 • 一般写在仪器的标牌上或说明书中。 • 有的仪器直接给出精度等级。

  5.  3.仪器的分度值和仪器的灵敏阈 仪器的分度值与仪器精度等级或仪器示值误差相对应,二者保持在同一数量级。 仪器的灵敏阈——仪器指示有了刚刚可观察到的变化时,对应物理量变化的大小。

  6. 长度测量仪器 物理实验中最基本的长度测量工具  米尺  游标卡尺  螺旋千分尺

  7. 量具(仪器) 量 程 最小分度值 示值误差限  木尺、竹尺 木尺(竹尺) 30~50cm 60~100cm 1mm 1mm 1.0mm 1.5mm  钢板尺 钢板尺 150mm 500mm 1000mm 1mm 1mm 1mm 0.10mm 0.15mm 0.20mm  钢卷尺 钢卷尺 1m 2m 1mm 1mm 0.8mm 1.2mm 0 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10  米尺 示值误差限

  8.  游标卡尺 一般测量范围在300mm以下的游标卡尺取其分度值为仪器的示值误差限 我们使用的游标卡尺其分度值通常有:0.10mm,0.02mm和0.05mm三种。 游标卡尺使用前必须检查初读数,以便对测量值进行修正。

  9.  螺旋千分尺 按国家标准(GB1216-75)规定,量程为25mm的一级千分尺的示值误差为0.004mm。 螺旋千分尺使用前必须检查初读数。

  10. 七级天平 (物理天平) 量具(仪器) 500g 量 程 0.05g 最小分度值 0.08g (接近满量程) 0.06g (1/2量程附近) 0.04g (1/3量程和以下) 示值误差限 质量称衡仪器 物理实验中质量称衡的主要工具是物理天平 国家标准有10级。

  11. 时间测量仪器 • 实验室中使用的机械式停表一般分度值为 0.1s 。示值误差限亦为 0.1s • 石英电子秒表,计时的最大偏差为 t为计时时间。 • 数字毫秒计,时基值分别为0.1ms,1ms和10ms,其仪器示值误差分别为0.1ms,1ms和10ms。

  12. 仪器名称 测量范围(0C) 示值误差限( 0C ) 实验室用水银—玻璃温度计 -30~300 0.05 一等标准水银—玻璃温度计 0~100  0.01 工业用水银—玻璃温度计 0~150  0.5 普通温度计(水银或有机溶剂) 0~100  1 温度测量仪器 实验室中测温仪器多采用水银温度计或有机溶剂温度计,其测量范围和示值误差限表。

  13. 电学量测量仪器  旋钮式电阻箱  电气测量指示仪表的示值误差  电位差计  单电桥  数字仪表

  14. 旋钮式电阻箱 电阻箱分为0.02、0.05、0.1和0.2四个等级 示值误差 = 电阻箱内电阻器阻值误差 +旋钮的接触电阻误差

  15. 等级 k 0.02 0.05 0.1 0.2 十进位电阻箱旋钮的个数,与选用的接线柱有关。 电阻箱等级 (  ) 0.001 0.001 0.002 0.005 所用电阻数值的大小 盘间接触电阻的允许值,其值与等级 k 有关 注意 当使用电阻值大于10  时

  16.  电气测量指示仪表的示值误差 仪表精度等级 k ——仪表本身在正常工作条件下可能发生的示值误差 m与仪表的量程Am的百分比值 仪表的精度等级k分为:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等七个等级,其中数字越小的精确度就越高。

  17. 仪器的固定误差项,一般取最小量化单位的整数倍 精度等级 显示读数  数字仪表 示值误差限 例如:某数字电压表 若取2V量程时,数字显示为1.4786V 最小量化单位是0.0001V

  18. 数据处理的基本方法

  19. 数据处理基本方法

  20. 数据处理基本方法  列表法 1)作图的基本方法  作图法 2)图示法与图解法 3)曲线改直  逐差法  最小二乘法

  21.  列表法

  22.  作图法 1)作图的基本方法

  23. 2)图示法与图解法

  24. 3)曲线改直

  25. 作图法的优点和局限性

  26.  逐差法

  27.  最小二乘法

  28. 物理实验课的 • 基本教学环节和要求

  29. 物理实验课的教学方式主要是学生自己动手,完成实验教学规定的任务,教师只是在关键的地方给予提示和指导。物理实验课的教学方式主要是学生自己动手,完成实验教学规定的任务,教师只是在关键的地方给予提示和指导。  实验前的预习  实验中的操作  实验报告

  30.  实验前的预习 课前认真阅读实验教材,明确 • 实验的目的要求; • 实验原理; • 待测物理量及其测量方法; • 对所用仪器的构造原理、操作方法和注意事项做到心中有数。 • 书写预习报告。

  31. 预习报告内容主要包括以下几方面: • 实验名称; • 实验目的; • 原理摘要; • 主要仪器设备; • 实验步骤; • 数据记录表格。 • 包括主要原理公式、各量代表的物理含义及有关的测量条件。 • 电磁学实验应绘出电路原理图 • 光学实验应绘出光路图

  32.  实验中的操作 • 对所使用的仪器设备进行检查,看其是否完备、齐全 • 将主要仪器的名称、型号、规格和编号记录下来 • 遵守实验室规章制度,仔细阅读仪器说明书或有关仪器使用的注意事项,在教师指导下正确地组装和调试仪器 • 不要盲目操作、急于求成

  33.  实验中的操作 • 实验时要先观察实验现象后进行精确测量 • 在观察、测量时,要做到正确读数,用钢笔或圆珠笔将原始数据如实记录在事先准备好的表格中 • 如确系记错,应轻轻划上一道,在旁边写上正确值,使正误数据都能清晰可辨

  34.  实验中的操作 • 不要忘记完成书后思考题中需要观察或测量的实验内容。 • 实验中遇到故障时要积极思考,在教师指导下学习排除故障的方法。 • 实验结束时,将实验数据交教师审阅签字,整理还原仪器后方可离开实验室。

  35.  实验报告 • 字迹清楚 • 文理通顺 • 图表正确 • 数据完备 • 结论明确 • 用统一的实验报告纸书写

  36.  实验报告的主要内容 • 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论

  37. 在理解实验原理的基础上,用自己的语言简要叙述有关物理内容。在理解实验原理的基础上,用自己的语言简要叙述有关物理内容。 • 写出测量中所依据的主要公式,式中各量的物理含义及单位,公式成立所应满足的实验条件 • 必要时画出电路图或光路图。 • 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论

  38. 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论 • 根据实际的实验过程写明关键步骤和安全注意要点。

  39. 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论 • 以列表形式来反映完整而清晰的原始测量数据。

  40. 数据处理过程包括计算、作图、不确定度分析等。数据处理过程包括计算、作图、不确定度分析等。 • 计算要有计算式,代入的数据都要有根据,既让别人看懂,也便于自己检察。 • 作图要按作图规则,图线要规矩、美观。 • 最后给出实验结果。 • 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论

  41. 内容不限。 • 可以是对实验中观察到的现象进行分析 • 对结果和误差原因进行分析 • 对实验中的关键问题或感兴趣的问题的研究讨论 • 也可解答思考题,提出收获或建议等 • 实验目的 • 主要仪器设备 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据 • 数据处理 • 小结或讨论

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