第3章基本测量方法和常用仪器3.1物理实验中的基本测量方法物理实验方法是以一定的物理现象、物理规律和物理学原理为依据，确立合适的物理模型，研究各物理量之间关系的科学实验方法。现代的物理实验离不开定量的测量和计算。所以，实验方法包含测量方法和数据处理方法两个方面，它们既有区别又有联系。本节主要介绍基本测量方法。物理测量是泛指以物理理论为依据，以实验装置和实验技术为手段进行测量的过程，内容非常广泛。它包括对运动力学量、分子力学量、热学量、电学量和光学量的测量等等。测量的方法和分类的方法也很多，如以内容来分，可分为电量测量和非电量测量；按测量性质来分，可分为直接测量、间接测量和组合测量：根据测量过程中被测量是否随时间变化来分，可分为静态测量和动态测量：根据是否通过对基本量的测量得到测量数据来分，可分为绝对测量和相对测量：若从特定的测量方法来细分，就有诸如干涉法、衍射法、偏振法、电桥法、冲击法、冷却法、霍尔效应法、核磁共振法等等。本节主要介绍的测量方法是进行物理实验的思想方法，而不是指非常具体的测量过程与方式。学习并掌握好这些基本的实验思想方法，能帮助我们进行实验方案的选择、实验测试的进行，有助于学习、工作与科学研究的开展和科学能力的提高。3.1.1比较法3.1.1.1直接比较法直接比较法是将待测量与经过校准的仪器或量具进行直接比较，测出其大小。例如：用米尺测量长度就是最简单的直接比较法。用经过标定的电表、秒表、电子秤测量电量、时间、质量等量时，其直接测出的读数也可看作是直接比较的结果。要注意的是采用直接比较法的量具及仪器必须是经过标定的。NCBEKE图3-1-2电位差计基本电路图3-1-1惠斯登电桥电路3.1.1.2补偿平衡比较法平衡测量、补偿测量或示零测量是物理实验与科学研究中常用的测量方法。例如：用等臂天平称物体的质量是一种平衡测量。又如图3-1-1所示的惠斯登电桥测量电阻R，，从原理上讲，也是一种平衡测量，因为只有当电桥平衡时（电流计G示零）才能得出46
46 第３章 基本测量方法和常用仪器 3.1 物理实验中的基本测量方法 物理实验方法是以一定的物理现象、物理规律和物理学原理为依据，确立合适的物理模型，研 究各物理量之间关系的科学实验方法。现代的物理实验离不开定量的测量和计算。所以，实验方法 包含测量方法和数据处理方法两个方面，它们既有区别又有联系。本节主要介绍基本测量方法。 物理测量是泛指以物理理论为依据，以实验装置和实验技术为手段进行测量的过程，内容非常 广泛。它包括对运动力学量、分子力学量、热学量、电学量和光学量的测量等等。测量的方法和分 类的方法也很多，如以内容来分，可分为电量测量和非电量测量；按测量性质来分，可分为直接测 量、间接测量和组合测量；根据测量过程中被测量是否随时间变化来分，可分为静态测量和动态测 量；根据是否通过对基本量的测量得到测量数据来分，可分为绝对测量和相对测量；若从特定的测 量方法来细分，就有诸如干涉法、衍射法、偏振法、电桥法、冲击法、冷却法、霍尔效应法、核磁共 振法等等。 本节主要介绍的测量方法是进行物理实验的思想方法，而不是指非常具体的测量过程与方式。 学习并掌握好这些基本的实验思想方法，能帮助我们进行实验方案的选择、实验测试的进行，有助 于学习、工作与科学研究的开展和科学能力的提高。 3.1.1 比较法 3.1.1.1 直接比较法 直接比较法是将待测量与经过校准的仪器或量具进行直接比较，测出其大小。例如：用米尺测 量长度就是最简单的直接比较法。用经过标定的电表、秒表、电子秤测量电量、时间、质量等量时， 其直接测出的读数也可看作是直接比较的结果。要注意的是采用直接比较法的量具及仪器必须是经 过标定的。 3.1.1.2 补偿平衡比较法 平衡测量、补偿测量或示零测量是物理实验与科学研究中常用的测量方法。 例如：用等臂天平称物体的质量是一种平衡测量。又如图 3-1-1 所示的惠斯登电桥测量电阻 Rx ， 从原理上讲，也是一种平衡测量，因为只有当电桥平衡时（电流计 G 示零）才能得出 图3-1-1 惠斯登电桥电路 图3-1-2 电位差计基本电路
R=(B)R(3-1-1)R2从而计算出R。图3-1-2所示的是电位差计测电池电动势的基本电路，则是补偿测量的一个典型例子。合上电键K，调节R，使电阻丝AB上通有特定电流I，然后合上电键K，在AB上滑动触头C，使电流计G示零，则待测电动势E，被电势差UAC所补偿，这时(3-1-2)E, =UAc =IRAC以上两例均在电流计G的指针示零时获得测量结果，所以又可称为示零测量。经过补偿达到平衡的比较实验方法的最大优点是平衡时，电表（平衡臂）示零，对被测物理量的影响最小，故大大提高了测量的精确度。3.1.1.3替代比较法1G我国古代少年曹冲用船称象是一例典型的替代比较法。在现代测量技术中，当某些物理量无法直接比较时，往往利用物K理量之间的函数关系制成相应的仪表、仪器进行比较测量，例LR02如糖量计、比重计、密度计等。图3-1-3所示是用替代比较法测电表内阻的电路图。将FK，置于1处，合上K，调节R使安培表指针指在较大示值+KRE.处（同时注意表头G指针不能超过量程），然后断开K，（为图3-1-3比较法测电表内阻的电路图了保护安培表），K，将置于2处，再合上K，，调节原先处在最低阻值上的R。，使安培表指示值不变，此时，R。代替了表头内阻R，若R。为电阻箱，则R，可直接读得。在进行替代比较法测量时，要特别注意不同时”的替代比较，在异时比较时必须是以实验条件的稳定性为基础。3.1.2放大法将被测物理量按照一定规律加以放大后进行测量的方法，称为放大法。这种方法对于微小物理量或对物理量的微小变化量的测量是十分有效的。例如，用秒表测单摆的周期，手按秒表起、止“反应时"给测量带来的不确定度△T=0.2s，若周期T=2s，则△T/T=10%，测量的相对不确定度很大。如果用秒表连续测量100个周期，时间为200s，而反应时的不确定度仍为△T=0.2s，此时△T/t=0.1%，提高了测量的准确度。这种在不改变待测物理量性质的条件下，将待测量延展若干倍，以增加待测量有效数字的位数，减小其测量相对不确定度的方法是放大法的一种特例，这种方法也叫测量宽度延展法。放大法按性质可分为两大类：（1）直接放大。借助于光学实验中的放大镜（例如测微目镜）、显微镜、望远镜等将被测量本身加以放大而实现测量的，属于直接放大测量。（2）间接放大。将所要观测的对象通过某种原理和关系变换成另一个扩大了的现象进行测量的，属于间接放大测量。比如光杠杆放大法就是一种间接放大。放大法提高了实验的可观察性和测量的准确度，47
47 1 x s 2 ( ) R R R R = (3-1-1) 从而计算出 Rx 。图 3-1-2 所示的是电位差计测电池电动势的基本电路，则是补偿测量的一个典型例 子。合上电键 K ，调节 R ，使电阻丝 AB 上通有特定电流 I ，然后合上电键 K1 ，在 AB 上滑动触头 C ，使电流计 G 示零，则待测电动势 Ex 被电势差 UAC 所补偿，这时 E U IR x = = AC AC (3-1-2) 以上两例均在电流计 G 的指针示零时获得测量结果，所以又可称为示零测量。经过补偿达到平 衡的比较实验方法的最大优点是平衡时，电表（平衡臂）示零，对被测物理量的影响最小，故大大 提高了测量的精确度。 3.1.1.3 替代比较法 我国古代少年曹冲用船称象是一例典型的替代比较法。在 现代测量技术中，当某些物理量无法直接比较时，往往利用物 理量之间的函数关系制成相应的仪表、仪器进行比较测量，例 如糖量计、比重计、密度计等。 图 3-1-3 所示是用替代比较法测电表内阻的电路图。将 K2 置于 1 处，合上 K1 ，调节 R 使安培表指针指在较大示值 处（同时注意表头 G 指针不能超过量程），然后断开 K1 （为 了保护安培表）， K2 将置于 2 处，再合上 K1 ，调节原先处在 最低阻值上的 R0 ，使安培表指示值不变，此时， R0 代替了表头内阻 Rx ，若 R0 为电阻箱，则 Rx 可 直接读得。 在进行替代比较法测量时，要特别注意“不同时”的替代比较，在异时比较时必须是以实验条件 的稳定性为基础。 3.1.2 放大法 将被测物理量按照一定规律加以放大后进行测量的方法，称为放大法。这种方法对于微小物理 量或对物理量的微小变化量的测量是十分有效的。例如，用秒表测单摆的周期，手按秒表起、止“反 应时”给测量带来的不确定度 T = 0.2s，若周期 T = 2s，则 T /T = 10％，测量的相对不确定度很 大。如果用秒表连续测量 100 个周期，时间为 200s，而反应时的不确定度仍为 T = 0.2 s，此时 T /t = 0.1％，提高了测量的准确度。这种在不改变待测物理量性质的条件下，将待测量延展若干 倍，以增加待测量有效数字的位数，减小其测量相对不确定度的方法是放大法的一种特例，这种方 法也叫测量宽度延展法。放大法按性质可分为两大类：⑴直接放大。借助于光学实验中的放大镜（例 如测微目镜）、显微镜、望远镜等将被测量本身加以放大而实现测量的，属于直接放大测量。⑵ 间 接放大。将所要观测的对象通过某种原理和关系变换成另一个扩大了的现象进行测量的，属于间接 放大测量。比如光杠杆放大法就是一种间接放大。放大法提高了实验的可观察性和测量的准确度， 图 3-1-1 图3-1-3 比较法测电表内阻的电路图
是一种十分有用的实验方法，对微小量的观测具有重要意义。放大法按放大原理可分为：机械放大法、积累（或累计）放大法、光学放大法、电子学放大法等。3.1.2.1机械放大法测量微小长度与角度时，为了提高测量读数的精度，常将其最小刻度用游标、螺距的方式进行机械放大。图3-1-4中螺旋测微计主刻度上最小标度0.5mm以下读数，可通过转动微分套筒放大读出，精度达到0.01mm（原理与读数方法详见下节3.2.1.3）。3.1.2.2积累（或累计）放大法工工0.5mm分度线L45-L=nl图3-1-5干涉条纹间距图3-1-4螺旋测微计主刻度我们要测量如图3-1-5所示的干涉条纹间距1-1的数量级为10-cm，为了减小测量的相对误差，一般不是一个间隔一个间隔地去测量，而是测量若干（n）个条纹的总间距L=nl。例如1=0.040mm，所用量具误差为△仪=Q0.004mm，则测量一个间距/的相对误差为：BB图3-1-6微小张角△仪-90.004= 0.1(3-1-3)L0.040即为10%。若采用放大法测量100个条纹的总间距，则L=4.000cm，其相对误差减小为△仪0.0040.001(3-1-4)L4.000即0.1%，使测量精度大为提高。3.1.2.3光学放大法光学放大法有两种，一种是被测物通过光学仪器形成放大的像，以便观察判别。例如：常用的测微目镜、读数显微镜。另一种是通过测量放大的物理量来获得本身较小的物理量。例如：我们要测如图3-1-6所示的AB对C的微小张角α，可利用三角函数关系，tanα=AB/CB，测出AB和CB即可求得α。但AB、CB也是微小量，若放大为测量相应的AB'或CB，则在使用同样量具的情况下，相对误差可大为减小，CB越长相对误差越小。因此，常常利用光学平面镜多次反射来衍射光程。例如：测量激光束的发散角，常用如图3-1-7所示的平行平面镜装置，使发散角较激光束小的激光束在两镜间多次反射后射出，再测量其光斑大小。图3-1-7平行平面镜装置48
48 是一种十分有用的实验方法，对微小量的观测具有重要意义。放大法按放大原理可分为：机械放大 法、积累（或累计）放大法、光学放大法、电子学放大法等。 3.1.2.1 机械放大法 测量微小长度与角度时，为了提高测量读数的精度，常将其最小刻度用游标、螺距的方式进行 机械放大。图 3-1-4 中螺旋测微计主刻度上最小标度 0.5mm 以下读数，可通过转动微分套筒放大读 出，精度达到 0.01mm（原理与读数方法详见下节 3.2.1.3）。 3.1.2.2 积累（或累计）放大法 我们要测量如图 3-1-5 所示的干涉条纹间距 l −l 的数量级为 10 cm −2 ，为了减小测量的相对误 差，一般不是一个间隔一个间隔地去测量，而是测量若干 (n) 个条纹 的总间距 L = nl 。例如 l = 0.040mm, 所用量具误差为 仪 = 0.004mm，则测量一个间距 l 的相对误差为: 0.1 0.040 0.004 = = L 仪 (3-1-3) 即为 10％。若采用放大法测量 100 个条纹的总间距，则 L = 4.000cm,其相对误差减小为 0.001 4.000 0.004 = = L 仪 (3-1-4) 即 0.1％，使测量精度大为提高。 3.1.2.3 光学放大法 光学放大法有两种，一种是被测物通过光学仪器形成放大的 像，以便观察判别。例如：常用的测微目镜、读数显微镜。另一种 是通过测量放大的物理量来获得本身较小的物理量。例如：我们 要测如图 3-1-6 所示的 AB 对 C 的微小张角 ，可利用三角函数 关系， tan = AB/CB,测出 AB 和 CB 即可求得 。但 AB 、CB 也是微小量，若放大为测量相应的 A' B' 或 CB' ，则在使用同样量 具的情况下，相对误差可大为减小， CB' 越长相对误差越小。因 此，常常利用光学平面镜多次反射来衍射光程。例如：测量激光束 的发散角，常用如图 3-1-7 所示的平行平面镜装置，使发散角较 小的激光束在两镜间多次反射后射出，再测量其光斑大小。 图 3-1-6 微小张角 图 3-1-7 平行平面镜装置 图 3-1-4 螺旋测微计主刻度 图 3-1-5 干涉条纹间距
又如：测量长度微小变化和测量角度微小变化的光杠杆镜尺法，也是一种常用的光学放大法。（详见4.5）3.1.2.4电子学放大法要对微弱电信号（电流、电压或功率）有效地进行观察测量，常用电子学放大法。最基本的交流放大电路如图3-1-8所示的共发射极三极管放大电路。9COVeoYaeRe柒区Ca1集电结clCPEBouou发射结n-发射区100dE图3-1-8共发射极三极管放大电略图3-1-9三极管原理图交流电压u，由基极B和发射极E之间输入时，在输出端就可获得放大一定倍数的交流电压uo。其基本原理是利用半导体pn结特性实现基极对集电极电流的控制作用。图3-1-9中的三极管，是由两个pn结构成，B、E间的发射结所加的是正向偏置电压，使发射区的多数载流子一一电子加速进入基区：B、C间的集电结加的是反向偏转电压，它阻止集电区电子向基区扩散，但对基区内的电子则是一个加速电压，发射区发射的电子（少数部分）不断地与基区空穴“复合”，形成基极电流IB，大多数电子经两次加速向集电区扩散，形成集电极电流I，基极电流I。的微小变化将引起集电极电流1c很大的变化，从而实现放大作用。3.1.3转换法转换法就是将某些因条件所限不能直接测量的物理量或为提高某些待测物理量的测量准确度，而将其转换成另一种形式的物理量的实验方法。它是利用物理量之间的各种效应和函数关系利用变换原理进行测量的。由于物理量之间存在多种效应，所以有各种不同的转换测量法，这正是物理实验最富有启发性和开创性的一面。随着科学技术的发展，物理实验方法渗透到各学科领域，实验物理学也不断地向高精度、宽量程、快速测量、遥感测量和自动化测量的方向发展，这一切都与转换测量紧密相关。转换法大致可分为参量换测法和能量换测法两大类。3.1.3.1参量换测法利用各种参量在一定实验条件下的相互关系而实现待测量转换的测量方法称为参量换测法。物理实验中的间接测量都属于参量换测法测量。例如：测量某非规则形状物体的密度P=W/V，可将参量V先利用阿基米德定律转换为：W-W，=p'V（W为物重，W，为物体全浸入密度为p'的液体中的示重），则W-Wm,p=-p(3-15)p=VW, -W,m-mz49
49 又如：测量长度微小变化和测量角度微小变化的光杠杆镜尺法，也是一种常用的光学放大法。 （详见 4. 5 ） 3.1.2.4 电子学放大法 要对微弱电信号（电流、电压或功率）有效地进行观察测量，常用电子学放大法。最基本的交 流放大电路如图 3-1-8 所示的共发射极三极管放大电路。 交流电压 i u 由基极 B 和发射极 E 之间输入时，在输出端就可获得放大一定倍数的交流电压 0 u 。 其基本原理是利用半导体 pn 结特性实现基极对集电极电流的控制作用。图 3-1-9 中的三极管，是由 两个 pn 结构成， B 、E 间的发射结所加的是正向偏置电压，使发射区的多数载流子——电子加速进 入基区； B C 、 间的集电结加的是反向偏转电压，它阻止集电区电子向基区扩散，但对基区内的电 子则是一个加速电压，发射区发射的电子（少数部分）不断地与基区空穴“复合”，形成基极电流 B I ， 大多数电子经两次加速向集电区扩散，形成集电极电流 C I ，基极电流 B I 的微小变化将引起集电极电 流 C I 很大的变化，从而实现放大作用。 3.1.3 转换法 转换法就是将某些因条件所限不能直接测量的物理量或为提高某些待测物理量的测量准确度， 而将其转换成另一种形式的物理量的实验方法。它是利用物理量之间的各种效应和函数关系利用变 换原理进行测量的。由于物理量之间存在多种效应，所以有各种不同的转换测量法，这正是物理实 验最富有启发性和开创性的一面。随着科学技术的发展，物理实验方法渗透到各学科领域，实验物 理学也不断地向高精度、宽量程、快速测量、遥感测量和自动化测量的方向发展，这一切都与转换 测量紧密相关。 转换法大致可分为参量换测法和能量换测法两大类。 3.1.3.1 参量换测法 利用各种参量在一定实验条件下的相互关系而实现待测量转换的测量方法称为参量换测法。物 理实验中的间接测量都属于参量换测法测量。 例如：测量某非规则形状物体的密度 = W V/ ，可将参量 V 先利用阿基米德定律转换为： W W V 1 2 − = ( W1 为物重， W2 为物体全浸入密度为 ' 的液体中的示重），则 1 1 1 1 2 1 2 W W m ' ' V W W m m = = = − − (3-1-5) 图 3-1-8 共发射极三极管放大电路 图 3-1-9 三极管原理图
（m，、m，分别表示被测物体在空气中和全浸没在液体中时物理天平的示值）。3.1.3.2能量换测法能量换测法是利用传感器将一种类型的物理量转换成另一种类型的易于测量的物理量的测量方法。下面是几种比较典型的能量换测法。1.热电换测。这是一种将热学量转换成电学量的测量方法。例如：利用温差电动势原理，将温度的测量转换成热电偶的温差电动势的测量，或利用电阻随温度变化的规律将测温转换成对电阻的测量。2.压电换测。这是一种压力和电势间的变换，话筒和扬声器就是大家所熟悉的换能器。话筒把声波的压力变换为相应的电压变化，而扬声器则进行相反的转换，即把变化的电信号转换成声波。3.光电换测。这是一种将光通量变换为电量的换能器，其变换的原理是光电效应。转换元件有光电管、光电倍增管、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。各种光电转换器件在测量和控制系统中已获得相当广泛的应用，近年来又用于光通讯系统和计算机的光电输入设备（光纤）等等。4.磁电换测。这是利用半导体霍尔效应进行磁学量与电学量的转换测量。设计或采用某种转换测量方法应注意下列原则：（1)、首先要确定变换原理和正确的参量关系式：(2)、变换器（传感器）要有足够的输出量和稳定性，便于放大或传输；（3)、考虑在变换过程中是否还伴随其他效应，若有，则必须采取补偿或消除措施：（4）、要考虑变换系统和测量过程的可行性和积极效益。3.1.4模拟法在科学实验和工程技术中，常会遇到一些由于各种原因而难以直接进行测量和研究的问题。例如：许多复杂电极间的静电场分布：飞机在空中高速飞行时的动力学特性：对大型工程及设计方案的考核与测试（水利工程、电力工程、机场工程等等）：为解决此类问题，人们以相似理论为依据模仿实际情况，研制成一个类同于研究对象的物理现象或过程的模型，通过对模型的测试实现对研究对象进行研究和测量，这种方法称为“模拟法”。模拟实验的方法按其性质可分为以下几种类型：1．几何模拟：将所研究对象的实物按几何尺寸放大或缩小的模型实验；2.动力学相似模拟：在物理性质上取得相同效果的实物模型实验：3.替代或类比模拟：利用物理量之间物理性质或规律的相似性或等同性进行的模拟实验：4.计算机模拟：用计算机模拟演示研究对象的物理现象或过程5.电路上的模拟试验：将一些非电学量的变化用电路系统的电学参量进行模拟。例如力一一电模拟，声一一电模拟等。以上所述的四种基本测量方法，在物理实验中都得到广泛的应用。实际上，在物理实验中，还有许多种测量方法，如：交换法、线性外推极限法、对称测量法、于涉法等等，各种方法往往是相互渗透、联系综合使用的，无法截然分开，同学们在进行实验时，应认真思考，仔细分析，并不断总结，以逐步积累丰富的实验知识和经验。3.2物理实验常用仪器3.2.1长度的测量仪器3.2.1.1米尺50
50 （ m1 、 m2 分别表示被测物体在空气中和全浸没在液体中时物理天平的示值）。 3.1.3.2 能量换测法 能量换测法是利用传感器将一种类型的物理量转换成另一种类型的易于测量的物理量的测量方 法。下面是几种比较典型的能量换测法。 1. 热电换测。这是一种将热学量转换成电学量的测量方法。例如：利用温差电动势原理，将温 度的测量转换成热电偶的温差电动势的测量，或利用电阻随温度变化的规律将测温转换成对电阻的 测量。 2. 压电换测。这是一种压力和电势间的变换，话筒和扬声器就是大家所熟悉的换能器。话筒把 声波的压力变换为相应的电压变化，而扬声器则进行相反的转换，即把变化的电信号转换成声波。 3. 光电换测。这是一种将光通量变换为电量的换能器，其变换的原理是光电效应。转换元件有 光电管、光电倍增管、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。各种光电转换器件在测量和控制系统 中已获得相当广泛的应用，近年来又用于光通讯系统和计算机的光电输入设备（光纤）等等。 4. 磁电换测。这是利用半导体霍尔效应进行磁学量与电学量的转换测量。 设计或采用某种转换测量方法应注意下列原则： ⑴、首先要确定变换原理和正确的参量关系式； ⑵、变换器（传感器）要有足够的输出量和稳定性，便于放大或传输； ⑶、考虑在变换过程中是否还伴随其他效应，若有，则必须采取补偿或消除措施； ⑷、要考虑变换系统和测量过程的可行性和积极效益。 3.1.4 模拟法 在科学实验和工程技术中，常会遇到一些由于各种原因而难以直接进行测量和研究的问题。例 如：许多复杂电极间的静电场分布；飞机在空中高速飞行时的动力学特性；对大型工程及设计方案 的考核与测试（水利工程、电力工程、机场工程等等）；为解决此类问题，人们以相似理论为依据模 仿实际情况，研制成一个类同于研究对象的物理现象或过程的模型，通过对模型的测试实现对研究 对象进行研究和测量，这种方法称为“模拟法”。 模拟实验的方法按其性质可分为以下几种类型： 1. 几何模拟：将所研究对象的实物按几何尺寸放大或缩小的模型实验； 2. 动力学相似模拟：在物理性质上取得相同效果的实物模型实验； 3. 替代或类比模拟：利用物理量之间物理性质或规律的相似性或等同性进行的模拟实验； 4. 计算机模拟：用计算机模拟演示研究对象的物理现象或过程； 5. 电路上的模拟试验：将一些非电学量的变化用电路系统的电学参量进行模拟。例如力——电 模拟，声——电模拟等。 以上所述的四种基本测量方法，在物理实验中都得到广泛的应用。实际上，在物理实验中，还 有许多种测量方法,如:交换法、线性外推极限法、对称测量法、干涉法等等，各种方法往往是相互 渗透、联系综合使用的，无法截然分开，同学们在进行实验时，应认真思考，仔细分析，并不断总 结，以逐步积累丰富的实验知识和经验。 3.2 物理实验常用仪器 3.2.1 长度的测量仪器 3.2.1.1 米尺
1．用米尺测量长度时，一般先使米尺的零线与被测物体的一端对齐，那么跟被测物体另一端相合的刻度即为该物体的长度。由于有些米尺的两端常被磨损，所以测量时，一般可从刻度线以外的某一整刻度线量起，测得终点的刻度减去起点的刻度即为待测物体的长度。2.普通米尺的最小刻度是1毫米，测量时应估读到0.1毫米。3.为避免米尺刻度的不均匀性，测量时应选取不同的起点进行多次测量，然后取平均值。4.为避免读数时的误差，应将米尺贴近待测物，使刻度与被测物垂直。3.2.1.2游标卡尺游标卡尺又叫卡尺或游标尺。它可以用来测量物体的长、宽、高、深和圆环的内、外径，测量的准确度至少可达0.1毫米。它的游标原理在很多仪器上得到应用1.构造游标卡尺的构造和组成部件如图3-2-1所示，它主要由主尺D（最小刻度为毫米），以及套在主尺上的可滑动的游标E（付尺）组成。测量内径用钳口A、B，测量外径用A'、B，C为探尺可测孔的深度。当主尺与游标的零刻线对齐时，AB、A'B'两对钳口恰相吻合，探尺C与主尺末端相平。若将待测物（图3-2-1中用圆圈表示者）夹于AB之间，则此时物体的长度L等于主尺的零刻度线与游标的零刻度线之间的距离。旋转游标上方的螺丝可以用来把游标夹紧在主尺上，便于量具移离被测物后进行读数。008mE图3-2-1游标卡尺2.原理如果用a表示主尺上最小分度的长度，用n表示游标的分度数，并且取n个游标分度与主尺(n-1)个最小分度的总长相等，即：nb=(n-1)a，则每一个游标分度的长度b= (n-1)a(3-2-1)n这样，主尺最小分度与游标分度的长度差值为a-b=a-n-la=a(32-2)nn这个差数刚好就是游标分度数除主尺的最小分度的长度。在测量时，如果游标的k条刻线与主尺上的刻线对齐，那么游标零线与主尺上左边的相邻刻线的距离就是Ax= ka-kb= k(α-b)=k=(32-3)n51
51 1. 用米尺测量长度时，一般先使米尺的零线与被测物体的一端对齐，那么跟被测物体另一端相 合的刻度即为该物体的长度。由于有些米尺的两端常被磨损，所以测量时，一般可从刻度线以外的 某一整刻度线量起，测得终点的刻度减去起点的刻度即为待测物体的长度。 2. 普通米尺的最小刻度是 1 毫米，测量时应估读到 0.1 毫米。 3. 为避免米尺刻度的不均匀性，测量时应选取不同的起点进行多次测量，然后取平均值。 4. 为避免读数时的误差，应将米尺贴近待测物，使刻度与被测物垂直。 3.2.1.2 游标卡尺 游标卡尺又叫卡尺或游标尺。它可以用来测量物体的长、宽、高、深和圆环的内、外径，测量的 准确度至少可达 0.1 毫米。它的游标原理在很多仪器上得到应用 1. 构造 游标卡尺的构造和组成部件如图 3-2-1 所示，它主要由主尺 D （最小刻度为毫米），以及套在 主尺上的可滑动的游标 E （付尺）组成。测量内径用钳口 A 、 B ，测量外径用 A' 、 B' ，C 为探尺 可测孔的深度。 当主尺与游标的零刻线对齐时， AB 、A' B' 两对钳口恰相吻合，探尺 C 与主尺末端相平。若将 待测物（图 3-2-1 中用圆圈表示者）夹于 AB 之间，则此时物体的长度 L 等于主尺的零刻度线与游 标的零刻度线之间的距离。旋转游标上方的螺丝可以用来把游标夹紧在主尺上，便于量具移离被测 物后进行读数。 2.原理 如果用 a 表示主尺上最小分度的长度，用 n 表示游标的分度数，并且取 n 个游标分度与主尺 (n −1) 个最小分度的总长相等，即： nb = (n −1)a ,则每一个游标分度的长度 n n a b ( −1) = (3-2-1) 这样，主尺最小分度与游标分度的长度差值为 n a a n n a b a = − − = − 1 (3-2-2) 这个差数刚好就是游标分度数除主尺的最小分度的长度。在测量时，如果游标的 k 条刻线与主尺上 的刻线对齐，那么游标零线与主尺上左边的相邻刻线的距离就是 n a x = k a − k b = k(a − b) = k (3-2-3) 图 3-2-1 游标卡尺
根据上面的关系，对于任何一种游标，只要弄清了它的分度数与主尺最小分度的长度，就可以直接利用它来读数。3.测量与读数亲米游标卡尺有10分度的、20分度的、30分度的、50分度的等等，它们的原理0和读数方法都是一样的。在游标卡尺上读数，利用游标至少可以直接读出毫米以下一位小数而不必估计。在10分度的510游标中，10个游标分度的总长刚好与主1=6×0.9毫米尺上9个最小分度的总长相等，即等于Ax=ka-bb=09毫米。这样每个游标分度之长是0.9毫米，每个游标分度比主尺上的最小分度图3-2-2游标卡尺读数短0.1毫米。当游标对在主尺上某一位置时（如图3-2-2），毫米以下的整数部分y可以从主尺上直接读出。在图3-2-2中y=21mm。读毫米以下小数部分Ax时应细心寻找游标上哪一根线与主尺上的刻度线对得最齐。例如，在图3-2-2中是第6根线对得最齐。从图上可以看出，要读的△x就是6个主尺分度与6个游标分度之差。因为6个主尺分度之长是6毫米，6个游标分度之长是6×0.9毫米，故Ax=6-(6×0.9)=6×0.1=0.6mm因此图中所示读数为：L=21+0.6=21.6mm游标卡尺测量长度的普遍表达式为L-A+ Bk(3-2-4)式中：A是游标的0"线所在处主尺上刻度的整毫米数，B是游标的第B条线与主尺的某一条线重合，k是最小分度值。4.游标卡尺使用注意事项(1)、使用前应首先看清该尺的游标准确度。(2)、测量时切勿用力过猛，以免损伤钳口或使物体变形。用完后应放回盒内，不允许放在潮湿的地方。长期不用，应该用脱水黄油封存。(3)、零点不准是用久的游标卡尺常有的，这种尺如果还要继续使用，则在读数前应先确定零点修正值。修正值可正可负：如果钳合时，游标0刻线在主尺0刻线的左方，说明在L=0时，尺上已有示数存在，为修正值，修正值应加到读数上去。相反的情况，修正值则应从读数中减去。3.2.1.3螺旋测微计螺旋测微计也称螺纹千分尺。它是比游标卡尺更精确的仪器，在实验室中常用它来测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等，它的准确度一般为0.01mm。1.构造如图3-2-3，在螺旋测微计上有一弓形尺架“1”，在它的两端安装了测砧和测微螺杆。螺旋测微计的主要部分是测微螺旋，它由一根精密的测微螺杆“5”和螺母套管“10”（其螺距是0.5毫米）组成，测微螺杆“5”的后端还带一个具有50分度的微分筒“8”（付尺）。固定的套管“7”上标有毫米分度的主尺，圆管内壁有阴螺纹，测微螺杆“5”上有阳螺纹，付尺套在主尺上，他们通过测微螺杆尾部的精密螺旋相联系，在靠近尾部有一个棘轮“9”，是一个测力装置。2.原理52
52 根据上面的关系，对于任何一种游标，只要弄清了它的分度数与主尺最小分度的长度，就可以直接 利用它来读数。 3.测量与读数 游标卡尺有 10 分度的、20 分度的、 30 分度的、50 分度的等等，它们的原理 和读数方法都是一样的。在游标卡尺上 读数，利用游标至少可以直接读出毫米 以下一位小数而不必估计。在 10 分度的 游标中，10 个游标分度的总长刚好与主 尺上 9 个最小分度的总长相等，即等于 9 毫米。这样每个游标分度之长是 0.9 毫 米，每个游标分度比主尺上的最小分度 短 0.1 毫米。当游标对在主尺上某一位 置时（如图 3-2-2），毫米以下的整数部分 y 可以从主尺上直接读出。在图 3-2-2 中 y=21mm。读毫 米以下小数部分 x 时应细心寻找游标上哪一根线与主尺上的刻度线对得最齐。例如，在图 3-2-2 中 是第 6 根线对得最齐。从图上可以看出，要读的 x 就是 6 个主尺分度与 6 个游标分度之差。因为 6 个主尺分度之长是 6 毫米，6 个游标分度之长是 6×0.9 毫米，故 = − = = x 6 (6 0.9) 6 0.1 0.6mm 因此图中所示读数为： L = + = 21 0.6 21.6mm 游标卡尺测量长度的普遍表达式为 L A Bk − + (3-2-4) 式中： A 是游标的“0”线所在处主尺上刻度的整毫米数， B 是游标的第 B 条线与主尺的某一条线重 合， k 是最小分度值。 4. 游标卡尺使用注意事项 ⑴、使用前应首先看清该尺的游标准确度。 ⑵、测量时切勿用力过猛，以免损伤钳口或使物体变形。用完后应放回盒内，不允许放在潮湿 的地方。长期不用，应该用脱水黄油封存。 ⑶、零点不准是用久的游标卡尺常有的，这种尺如果还要继续使用，则在读数前应先确定零点 修正值。修正值可正可负：如果钳合时，游标 0 刻线在主尺 0 刻线的左方，说明在 L = 0 时，尺上已 有示数存在，为修正值，修正值应加到读数上去。相反的情况，修正值则应从读数中减去。 3.2.1.3 螺旋测微计 螺旋测微计也称螺纹千分尺。它是比游标卡尺更精确的仪器，在实验室中常用它来测量小球的 直径、金属丝的直径和薄板的厚度等，它的准确度一般为 0.01 mm 。 1. 构造 如图 3-2-3，在螺旋测微计上有一弓形尺架“1”，在它的两端安装了测砧和测微螺杆。螺旋测 微计的主要部分是测微螺旋，它由一根精密的测微螺杆“5”和螺母套管“10”（其螺距是 0.5 毫米） 组成，测微螺杆“5”的后端还带一个具有 50 分度的微分筒“8”（付尺）。固定的套管“7”上标有 毫米分度的主尺，圆管内壁有阴螺纹，测微螺杆“5”上有阳螺纹，付尺套在主尺上，他们通过测微 螺杆尾部的精密螺旋相联系，在靠近尾部有一个棘轮“9”，是一个测力装置。 2. 原理 图 3-2-2 游标卡尺读数
90Y52L100-25mm0.01mm图3-2-3螺旋测微计1一尺架：2一测砧测量面A；3一待测物体：4一螺杆测量面B5测微螺杆；6一锁紧装置；7一固定套管；8—微分简：9一测力装置：10一螺母套管。当微分筒“8”相对于螺母套管“10”转过一周时，测微螺杆“5”就在螺母套管“10”内沿轴线方向前进或后退0.5mm。同理，当微分筒“8”转过一个分度时测微螺杆就会前进或后退0.5/50mm（即0.01mm）。因此，从微分筒“8”转过的刻度就可以准确地读出测微螺杆沿轴线移动的微小长度当转动螺杆使两测量面A、B刚好接触时，微分筒锥面的端面与固定套管上的零线对齐，同时微分ELLUNSL-0-40TTTTTTE三35-35=3030(a)(c)(b)图3-2-4螺旋测微计读数筒上的零线也应与固定套管上的水平准线对齐，这时的读数是0.000mm，见图3-2-4（a）3.测量与读数测量物体尺寸时，应先将测微螺杆“5”退开，把待测物体“3”放在测量面A、B之间然后轻轻转动测力装置“9”，使测杆和测砧的测量面刚好与物体接触，这时在固定套管“7”的标尺（主尺）上和微分筒锥面上的读数就是待测物体的长度。读数时，应从主尺上读整数部分（读到半毫米），从微分筒上读小数部分（估计到最小分度的十分之一，即千分之一毫米），然后两者相加。例如图3-2-4（b）中的读数是5.381mm；图3-2-4（c）中的读数是5.881mm，二者的差别就在于微分筒端面的位置，前者没有超过5.5mm，而后者超过了5.5mm。4.注意事项(1)零点改正值。当螺旋测微计的测量面A、B密合，也就是测量距离为零时，微分筒的零线往往不与主尺的横线重合，而是有一定的读数，该读数即为零点读数。当微分筒零线在主尺横线下方时，改正值为正，当付尺零线在主尺横线上方时，改正值为负。螺旋测微计的零点校正经常采用的方法是通过调整测微丝杆上的限位螺母，再旋进鼓轮，观察零点，反复多次，务必细心、耐心。(2)细调必须用测力装置“9”。当A、B分别与待测物接触时，受到一定阻力，“9”就会自动打滑，发出味咔声，此声表示测砧与待测物的接触“紧松”适当，此时可以读数了。严禁用旋转“8”使测砧测量面A、B直接或间接接触，否则会使测微螺杆的精密螺纹受到严重损伤，以致量具报废或使待测物受压力过大而变形，影响测量的准确性。53
53 当微分筒“8”相对于螺母套管“10”转过一周时，测微螺杆“5”就在螺母套管“10”内沿轴线 方向前进或后退 0.5mm。同理，当微分筒“8”转过一个分度时测微螺杆就会前进或后退 0.5/50mm(即 0.01mm）。因此，从微分筒“8”转过的刻度就可以准确地读出测微螺杆沿轴线移动的微小长度。 当转动螺杆使两测量面 A 、B 刚好接触时，微分筒锥面的端面与固定套管上的零线对齐，同时微分 筒上的零线也应与固定套管上的水平准线对齐，这时的读数是 0.000mm,见图 3-2-4（a） 3.测量与读数 测量物体尺寸时，应先将测微螺杆“5”退开，把待测物体“3”放在测量面 A B 、 之间然后轻 轻转动测力装置“9”，使测杆和测砧的测量面刚好与物体接触，这时在固定套管“7”的标尺（主 尺）上和微分筒锥面上的读数就是待测物体的长度。读数时，应从主尺上读整数部分（读到半毫米）， 从微分筒上读小数部分（估计到最小分度的十分之一，即千分之一毫米），然后两者相加。例如图 3-2-4（b）中的读数是 5.381mm；图 3-2-4（c）中的读数是 5.881mm,二者的差别就在于微分筒端 面的位置，前者没有超过 5.5mm,而后者超过了 5.5mm。 4.注意事项 ⑴零点改正值。当螺旋测微计的测量面 A B 、 密合，也就是测量距离为零时，微分筒的零线往 往不与主尺的横线重合，而是有一定的读数，该读数即为零点读数。当微分筒零线在主尺横线下方 时，改正值为正，当付尺零线在主尺横线上方时，改正值为负。 螺旋测微计的零点校正经常采用的方法是通过调整测微丝杆上的限位螺母，再旋进鼓轮，观察 零点，反复多次，务必细心、耐心。 ⑵细调必须用测力装置“9”。当 A B 、 分别与待测物接触时，受到一定阻力，“9”就会自动 打滑，发出咔咔声，此声表示测砧与待测物的接触“紧”“松”适当，此时可以读数了。严禁用旋转“8” 使测砧测量面 A B 、 直接或间接接触，否则会使测微螺杆的精密螺纹受到严重损伤，以致量具报废， 或使待测物受压力过大而变形，影响测量的准确性。 图 3-2-4 螺旋测微计读数 图 3-2-3 螺旋测微计 1—尺架；２—测砧测量面Ａ；３—待测物体；４—螺杆测量面Ｂ；５—测微螺杆； ６—锁紧装置；７—固定套管；８—微分筒；９—测力装置；１０—螺母套管
(3)使用完毕，应使测量面A、B留有1mm以上的间隙，以免热膨胀时损坏测微螺杆。长期不用，应该用脱水黄油封存。3.2.1.4读数显微镜读数显微镜是一种光学测量仪器，具有准确度高、结构简单、操作方便、应用广泛以及可进行非接触测量等优点，可用来测量长度（测量孔间距、线间距、刻线宽度和狭缝宽度等），测量角度（可测角度的读数显微镜，其载物台是一带有刻度的转盘），检查工件质量（检查工件表面的光洁度，检查印刷照相制版的质量等），在光学实验中还可用来确定实像位置和测定实像的大小，确定虚像的位置和虚像的大小。1.结构读数显微镜由一只显微镜和移动测量装置组成，如图3-2-5所示。显微镜装在一个较精密的移动装置上，使之能够在垂直光轴的一定方向移动，移动的距离可以从读数装置读出。显微镜由目镜、分划板和短焦距物镜组成。目镜可相对于分划板上下移动，以适应不同视力的观察者看清分划板的准丝。镜筒可上下移动改变物镜与待测物的距离，使被观察目标在分划板上成像清晰。分划板刻有十字叉丝，作为读数准线。目楼分划板F物镜MBTA图3-2-5读数显微镜1.微分鼓轮：2.标尺：3.物镜；4.平面镜；5.调平面镜图3-2-6显微镜光路手轮：6.载物台：7.弹管压片8.调焦手轮：9.目镜，2.原理读数显微镜成像光路原理如图3-2-6所示。待测物体AB经物镜成一个放大实像A'B'于分划板上，通过目镜能看到A'B'和分划板准丝的放大虚像A"B'。由于采用了螺旋测微机构，显微镜移动距离可以从标尺和测微鼓轮上读出，标尺刻度长0～50mm，格值1mm。测微旋钮的螺距为1mm，微分鼓轮圆周分成100个分格，每转一分格，显微镜移动0.01mm。读数显微镜主要技术规格如表3-2-1:表3-2-1JCD2—A/JCD3型读数显微镜光学性能3x测量范围50mm物镜放大倍数工作距离54.06mm10x目镜放大倍数最小读数值0.01mm视场直径4.8mm显微镜放大倍数30x仪器公差0.02mm3.测量与读数(1)、调节目镜视度。调节目镜筒，看清叉丝。（2）、将被测工件放在载物台上，用弹簧片压住。54
54 ⑶使用完毕，应使测量面 A B 、 留有 1mm 以上的间隙，以免热膨胀时损坏测微螺杆。长期不 用，应该用脱水黄油封存。 3.2.1.4 读数显微镜 读数显微镜是一种光学测量仪器，具有准确度高、结构简单、操作方便、应用广泛以及可进行 非接触测量等优点，可用来测量长度（测量孔间距、线间距、刻线宽度和狭缝宽度等）,测量角度（可 测角度的读数显微镜，其载物台是一带有刻度的转盘）,检查工件质量（检查工件表面的光洁度，检 查印刷照相制版的质量等），在光学实验中还可用来确定实像位置和测定实像的大小，确定虚像的 位置和虚像的大小。 1.结构 读数显微镜由一只显微镜和移动测量装置组成，如图 3-2-5 所示。显微镜装在一个较精密的移 动装置上，使之能够在垂直光轴的一定方向移动，移动的距离可以从读数装置读出。 显微镜由目镜、分划板和短焦距物镜组成。目镜可相对于分划板上下移动，以适应不同视力的 观察者看清分划板的准丝。镜筒可上下移动改变物镜与待测物的距离，使被观察目标在分划板上成 像清晰。分划板刻有十字叉丝，作为读数准线。 2.原理 读数显微镜成像光路原理如图 3-2-6 所示。待测物体 AB 经物镜成一个放大实像 A' B' 于分划 板上，通过目镜能看到 A' B' 和分划板准丝的放大虚像 A'' B' ' 。由于采用了螺旋测微机构，显微镜 移动距离可以从标尺和测微鼓轮上读出，标尺刻度长0～50mm，格值1mm。测微旋钮的螺距为1mm， 微分鼓轮圆周分成 100 个分格，每转一分格，显微镜移动 0.01mm。读数显微镜主要技术规格如表 3-2-1： 表 3-2-1 JCD2－A/JCD3 型读数显微镜光学性能 物镜放大倍数 3× 测量范围 50mm 工作距离 54.06mm 目镜放大倍数 10× 最小读数值 0.01mm 视场直径 4.8mm 显微镜放大倍数 30× 仪器公差 0.02mm 3.测量与读数 ⑴、调节目镜视度。调节目镜筒，看清叉丝。 ⑵、将被测工件放在载物台上，用弹簧片压住。 图 3-2-6 显微镜光路 图 3-2-5 读数显微镜 1.微分鼓轮； 2.标尺； 3.物镜； 4.平面镜；5.调平面镜 手轮；6.载物台； 7.弹簧压片 8. 调焦手轮； 9.目镜
(3)、调焦。转动调焦手轮，由下至上移动显微镜筒，改变物镜到被测工件的距离，看清工件像并消除视差。（4)、转动微分鼓轮，横向移动显微镜，使叉丝的焦点和被测量的目标对准。(5)、读数。从标尺上读出毫米以上整数部分，从鼓轮读出毫米以下的读数部分，再估读到毫米的千分位，然后再转动微分鼓轮移动显微镜，使叉丝交点和工件的另一目标对准然后读数，两次读数之差即为被测工件两点间的距离。4.注意事项（1)测量时应使十字叉丝的水平线保持与标尺平行，十字叉丝的垂直线作为读数准线；可借助于水平准丝放置被测长度与标尺平行，为此需调节分划板十字准线的水平线与标尺平行。调节方法如下:由于十字叉丝中心交点的运动轨迹总是平行于标尺的，所以需要在载物台上平行于标尺置一直线参照物（如整齐的纸边、尺刃、狭缝边等）。从显微镜中观察，调节参照物使准线交点落在参照直线上。转动鼓轮移动显微镜筒，检查准线交点的运动是否始终沿着参照直线，若有差异，则应微小转动参照物，反复检查调整直到准线交点始终沿着参照直线移动，旋松锁定目镜的螺钉，转动目镜，使分划板准线的横线与参照直线重合，最后再锁定目镜。(2)、调焦时，显微镜只能自下向上移动，以防止物镜或待测物损坏。（3）、为了消除螺距误差（即空程差），采用单方向移动显微镜测微鼓轮进行测量。全部测量过程中，义丝只能从一个方向移向自标，不要中途反向。这是因为显微镜的移动是靠测微螺杆的推动，螺纹之间有间隙，反向移动过程中，虽然鼓轮读数发生了变化，但由于螺纹间隙存在，显微镜尚未移动，由此产生的读数错误就是螺距差。3.2.1.5测微目镜1.结构测微目镜主要由复合目镜、螺杆、读数鼓轮、活动分划板等组成，如图3-2-7所示。2.原理测微自镜是利用螺旋测微原理测量成像于其分划板上的像的大小的仪器。旋转鼓轮，通过传动丝杆可推动活动分划板左右移动。活动分划板上刻有双线和叉丝，其移动方向垂直于目镜的光轴45065图3-2-7测微目镜结构与读数方法1.复合目镜；2.活动分划板；3..测微螺杆；4.读数鼓轮；5.固定分划板；6.固定螺丝；7.镜简锁紧螺丝；8望远镜物镜简。固定分划板上刻有毫米标度线。测微器鼓轮刻有100分格，每转一圈，活动分格移动1毫米。其读数方法与螺旋测微计相似，双线或者叉丝交点位置的毫米数由固定分划板上读出，毫米以下的读数由测微器鼓轮上读出，最小分度值为0.01mm。3.测量与读数（1)、目镜可在架上前后调节，改变目镜和叉丝的距离以适应不同使用者眼睛的差异，调节时要使叉丝和固定分划板的毫米标度线均在目镜视野中最清楚。55
55 ⑶、调焦。转动调焦手轮，由下至上移动显微镜筒，改变物镜到被测工件的距离，看清工件像， 并消除视差。 ⑷、转动微分鼓轮，横向移动显微镜，使叉丝的焦点和被测量的目标对准。 ⑸、读数。从标尺上读出毫米以上整数部分，从鼓轮读出毫米以下的读数部分，再估读到毫米 的千分位，然后再转动微分鼓轮移动显微镜，使叉丝交点和工件的另一目标对准然后读数，两次读 数之差即为被测工件两点间的距离。 4. 注意事项 ⑴测量时应使十字叉丝的水平线保持与标尺平行，十字叉丝的垂直线作为读数准线；可借助于 水平准丝放置被测长度与标尺平行 ，为此需调节分划板十字准线的水平线与标尺平行。调节方法如 下： 由于十字叉丝中心交点的运动轨迹总是平行于标尺的，所以需要在载物台上平行于标尺置一直 线参照物（如整齐的纸边、尺刃、狭缝边等）。从显微镜中观察，调节参照物使准线交点落在参照直 线上。转动鼓轮移动显微镜筒，检查准线交点的运动是否始终沿着参照直线，若有差异，则应微小 转动参照物，反复检查调整直到准线交点始终沿着参照直线移动，旋松锁定目镜的螺钉，转动目镜， 使分划板准线的横线与参照直线重合，最后再锁定目镜。 ⑵、调焦时，显微镜只能自下向上移动，以防止物镜或待测物损坏。 ⑶、为了消除螺距误差（即空程差），采用单方向移动显微镜测微鼓轮进行测量。全部测量过 程中，叉丝只能从一个方向移向目标，不要中途反向。这是因为显微镜的移动是靠测微螺杆的推动， 螺纹之间有间隙，反向移动过程中，虽然鼓轮读数发生了变化，但由于螺纹间隙存在，显微镜尚未 移动，由此产生的读数错误就是螺距差。 3.2.1.5 测微目镜 1.结构 测微目镜主要由复合目镜、螺杆、读数鼓轮、活动分划板等组成，如图 3-2-7 所示。 2.原理 测微目镜是利用螺旋测微原理测量成像于其分划板上的像的大小的仪器。旋转鼓轮，通过传动 丝杆可推动活动分划板左右移动。活动分划板上刻有双线和叉丝，其移动方向垂直于目镜的光轴， 固定分划板上刻有毫米标度线。测微器鼓轮刻有 100 分格，每转一圈，活动分格移动 1 毫米。其读 数方法与螺旋测微计相似，双线或者叉丝交点位置的毫米数由固定分划板上读出，毫米以下的读数 由测微器鼓轮上读出，最小分度值为 0.01mm。 3.测量与读数 ⑴、目镜可在架上前后调节，改变目镜和叉丝的距离以适应不同使用者眼睛的差异，调节时要 使叉丝和固定分划板的毫米标度线均在目镜视野中最清楚。 图 3-2-7 测微目镜结构与读数方法 1.复合目镜；2.活动分划板；3. .测微螺杆；4.读数鼓轮；5.固 定分划板；6.固定螺丝；7.镜筒锁紧螺丝；8.望远镜物镜筒