浙江理工大学物理实验中心

1. 浙江理工大学物理实验中心 长度测量

2. 实验一 长度测量 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 问题讨论

3. 实验目的 1.掌握游标卡尺、螺旋测微器和读数显微镜等几种常用测量长度仪器的使用方法。 2.进一步理解误差和有效数字的概念，并能正确地表示测量结果。 3.学习数据记录表格的设计方法。

4. 实验仪器 • 游标卡尺 • 螺旋测微器 • 读数显微镜 • 被测物

5. 实验原理 一、游标卡尺

6. 游标卡尺原理 • 游标卡尺比一般毫米尺要准确。常用的卡尺有10、20和50分度．现以10分度游标卡尺为例说明其原理和读数方法，其余类推。 如图示，设主尺分度值为a,一般a=1mm，则游标总长L为9a，将其等分为10份，记n=10，设游标上刻线的间距为b，则

7. 游标卡尺原理 使用游标卡尺进行测量时，读数分为两步： (1)从游标零线位置读出主尺的整格数。 (2)根据游标上与主尺对齐的刻线读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值。

8. 三、螺旋测微器 螺旋测微器又称千分尺，是比游标卡尺更精密的测长仪器，准确度可在 之间。常用于测量细丝和小球的直径以及薄片的厚度等。

9. 使用方法 • 使用螺旋测微器测量物体长度时，要先将测微螺杆 退开，将待测物体放在 的两个测量面之间。螺旋测微器的尾端有棘轮旋柄 ，转动 可使测杆移动，当测杆与被测物（或砧台 ）相接后的压力达到某一数值时，棘轮将滑动并产生喀、喀的响声，活动套管不再转动，测杆也停止前进，此时即可读数。读数时，从主尺上读取0.5mm以上的部分，从微分筒上读取余下尾数部分[估计到最小分度值的十分之一，即( )]，然后两者相加，如图1(a)的读数为5.155mm，(b)的读数为5.655mm。 图1

10. 被测物的长度的整数部分由固定刻度读出，小数部分由可动刻度E读出，但是要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。被测物的长度的整数部分由固定刻度读出，小数部分由可动刻度E读出，但是要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出。 测量值=固定刻度读数+（可动刻度格子数x精度） 注意：用螺旋测微计测量长度时要估读

11. 1.测量前要检查零点读数，并对测量数据作零点修正。 使用螺旋测微器应注意以下几个问题： 2.检查零点读数和测量长度时，切忌直接转动 测微螺杆和微分筒，而应轻轻转动棘轮旋柄。 3.测量完毕应使测砧和测微螺杆留有间隙，以 免因热胀而损坏螺纹。

12. 指标 指标 指标 读数显微镜是将测微螺旋和显微镜组合起来的作精确测量长度的仪器。它的测微螺距为1mm。结构如图2。 目镜 四、读数显微镜 旋柄 标尺 转鼓 显微镜 它的测微螺距为1mm。如图1-8所示，和螺旋测微计活动套管对应的部分是转鼓，它的周边等分为100个分格，每转一个分格显微镜将移动0.01mm，所以读数显微镜的测量精度也是0.01mm，它的量程一般是50mm。 图2

13. 使用读数显微镜要注意： (1)当转动转鼓A移动显微镜时，要使显微 镜的移动方向和被测物的两点连线平行； (2)防止回程误差，即每次只能向一个方 向转动转鼓使叉丝和目标对准，如超过被测 点，要多退回一些从新进行。

14. 实验内容 1.用米尺分别测量实验桌的长度和宽度，计算出实验桌的面积。并按照单次测量误差计算方法计算误差。 2.记下游标卡尺的分度值。用游标卡尺测量圆磁环的外径、内径及圆环厚度各6次，并求出它们平均值及误差。 3.依据公式 ，求出圆磁环的体积，并依据误差传递公式计算出圆磁环的误差，写出测量结果。 4.记下螺旋测微器的分度值。测量其零点读数3次，求出平均值。

15. 5.用螺旋测微器测量圆柱体不同部位的直径，测量6次。计算出直径的平均值。5.用螺旋测微器测量圆柱体不同部位的直径，测量6次。计算出直径的平均值。 6. 按步骤5用螺旋测微器测量钢丝不同部位的直径，测量6次。计算出直径的平均值。 7.用读数显微镜测量磁片的厚度，重复测量6次，求出平均值及误差。

16. 1 2 3 4 5 6 平均值 数据处理 • 表1-1米尺测量长度 米尺分度值= mm 宽度 长度 面积 表1-2游标卡尺测量圆环的体积 游标卡尺的分度值=_____

17. 数据处理 • 表1-3 用螺旋测微器测量直径 螺旋测微器的分度值=______mm

18. 问题讨论 1.将一个钢直尺旁附上一个特制的游标，可 以成为一游标尺码？ 2.一铜丝的直径大约0.05mm，用什么仪器以 及如何测量其直径，才能使其不确定度不大于 0.001mm？ 3.如何确定一螺旋测微器的零点读数？如果 某一螺旋测微器的零点读数为+0.004，用此螺旋 测微器测量钢丝的直径为2.478mm，则测量值应 修定为多少？

19. 收获在于努力！