大学物理实验 二章常用测量器具及物理实验基本方法和技术 第二章常用测量器具及物理实验基本方法和技术 §2.1物理实验常用测量器具 实验中要测量各种各样的物理量,其中基本物理量如长度、质量、时间、温度、电 阻、电流、电压等的测量最为常见。基本物理量的测量是物理实验的基础,了解常用测 量器具的性能特点,掌握测量这些基本物理量的器具的原理和正确的实验方法是做好物 理实验的良好开端,是物理实验教学的基本要求之一,也是进行专业实验、从事科学研 究等工作的基础。本节仅对测量以上基本物理量的常用仪器作一简单介绍,更多的使用 方法和技巧希望同学们在实验中不断学习、摸索。 长度测量 米尺、游标卡尺和螺旋测微器是最常用的测长度的仪器.表征这些仪器主要规格的 有量程和分度值等量程是测量范围:分度值是仪器所标示的最小量度单位,分度值的大 小反映仪器的精密程度 米尺 米尺是最简单和最常用的测长仪器。实验室常用的米尺分直尺、钢卷尺等,有 50,100,200,500cm等规格。米尺的分度值是lmm,即只能准确地读到毫米位,毫米 以下的位是估读位,测量时根据实际可能和要求,估读出最小分度值的1/10,1/5,甚 至1/2。当测量长度不太大时,米尺的仪器误差一般可取最小分度值的一半,即最大估 计误差不会超过0.5mm 测量时可不用米尺的一端做测量起点,通常选择某个整数刻度值与被测物体一端对 齐,读出物体另一端对应的刻度值,两刻度值之差即为待测物体的长度 测量时应使米尺贴近被测物体或尽量靠近,垂直于米尺刻度盘读数,防止视差造成 读数误差 游标卡尺 游标卡尺是由主尺(米尺)和附加在主尺上的能沿主尺滑动的副尺(游标尺)构成的。 利用游标卡尺可以把米尺估读的那一位准确地读出来,得到比米尺更高的精度。如图 II.1所示,游标卡尺主要由两部分组成,一部分是与量爪1、3相联的主尺5:另一部 分是与量爪2、4及深度尺相联的游标(副尺)6。游标可紧贴在主尺上滑动,内量爪3、 4用来测量内径,外量爪1、2用来测量外径或厚度,深度尺7用来测量孔槽的深度 不同分度数(即格数)的游标,测量精确度不同。若用a表示主尺的最小分度值(即 最小格数),n表示游标的分度数。使n个游标分度的长度与主尺的(n-1)个最小格的长度 相等,则每一个游标分度的长度b为 b 显然,主尺最小分度值与游标分度值之差为大学物理实验 第二章 常用测量器具及物理实验基本方法和技术 28 第二章 常用测量器具及物理实验基本方法和技术 §2.1 物理实验常用测量器具 实验中要测量各种各样的物理量，其中基本物理量如长度、质量、时间、温度、电 阻、电流、电压等的测量最为常见。基本物理量的测量是物理实验的基础，了解常用测 量器具的性能特点，掌握测量这些基本物理量的器具的原理和正确的实验方法是做好物 理实验的良好开端，是物理实验教学的基本要求之一，也是进行专业实验、从事科学研 究等工作的基础。本节仅对测量以上基本物理量的常用仪器作一简单介绍，更多的使用 方法和技巧希望同学们在实验中不断学习、摸索。 一、 长度测量 米尺、游标卡尺和螺旋测微器是最常用的测长度的仪器．表征这些仪器主要规格的 有量程和分度值等量程是测量范围；分度值是仪器所标示的最小量度单位，分度值的大 小反映仪器的精密程度。 1．米尺 米尺是最简单和最常用的测长仪器。实验室常用的米尺分直尺、钢卷尺等，有 30， 50，100，200，500cm 等规格。米尺的分度值是 1mm，即只能准确地读到毫米位，毫米 以下的位是估读位，测量时根据实际可能和要求，估读出最小分度值的 1/10，1/5，甚 至 1/2。当测量长度不太大时，米尺的仪器误差一般可取最小分度值的一半，即最大估 计误差不会超过 0.5mm。 测量时可不用米尺的一端做测量起点，通常选择某个整数刻度值与被测物体一端对 齐，读出物体另一端对应的刻度值，两刻度值之差即为待测物体的长度。 测量时应使米尺贴近被测物体或尽量靠近，垂直于米尺刻度盘读数，防止视差造成 读数误差。 2．游标卡尺 游标卡尺是由主尺(米尺)和附加在主尺上的能沿主尺滑动的副尺(游标尺)构成的。 利用游标卡尺可以把米尺估读的那一位准确地读出来，得到比米尺更高的精度。 如图 II.1 所示，游标卡尺主要由两部分组成，一部分是与量爪 1、3 相联的主尺 5；另一部 分是与量爪 2、4 及深度尺相联的游标（副尺）6。游标可紧贴在主尺上滑动，内量爪 3、 4 用来测量内径，外量爪 1、2 用来测量外径或厚度，深度尺 7 用来测量孔槽的深度。 不同分度数(即格数)的游标，测量精确度不同。若用 a 表示主尺的最小分度值(即 最小格数)，n 表示游标的分度数。使 n 个游标分度的长度与主尺的(n-1)个最小格的长度 相等，则每一个游标分度的长度 b 为 n n a b ( 1)  显然，主尺最小分度值与游标分度值之差为