千分尺和游标卡尺的原理和读数

千分尺和游标卡尺的读数千分尺和游标卡尺的读数是高中阶段常用和两种测量长度的仪器，也是实验考查的重点，本文就两种仪器的读数作以系统的介绍。一、游标卡尺1、游标卡尺的工作原理：游标卡尺的种类较多，常用的有十分度、二十分度和五十分度三种，但其工作原理是相同的，下面就以十分度为例作以介绍。游标卡尺的构造：卡尺结构如图11所示主要由两部分组成，即可移动的游标部分A和主尺部分B组成。测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为1mm，游标上共有10个等分刻度，全长为9mm，也就是每个刻度为0.9mm，比主尺上刻度小0.1mm。当量爪并拢时游标的零刻度线与主尺的零刻度对齐，此时示数为0。当游标向右移动0.1mm，这时游标的1刻度与主尺的1刻度对齐。同理当游标向右移动0.2mm，这时游标的2刻度与主尺的2刻度对齐游标向右移动0.3mm，这时游标的3刻度与主尺的3刻度对齐游标向右移动0.9mm，这时游标的9刻度与主尺的9刻度对齐游标向右移动1mm，这时游标的10刻度与主尺的10刻度对齐游标向右移动1.1mm，这时游标的0刻度线过了主尺的1mm刻度，且游标1刻度与主尺2刻度对齐。依此类推右移动n.kmm，这时游标的0刻度线过了主尺的n mm刻度，且游标0.k/m刻度与主尺n+0.k/m刻度对齐。(0.k指小数部分，m指游标卡尺的精度10分度的为0.1，20分度的为0.05，50分度的为0.02，这种方法对20、50分度的游标卡尺同样适用。)例1：用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体，则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐？解析：由上面的规律可知，对齐的应是游标的第0.8/0.1=8个刻度与主尺上6+8=14mm处对齐。游标卡尺的读数：由上面的分析不难理解，用S表示物体的长度，n表示游标0刻度线前整毫米数，k表示与主尺对齐的游标刻度数，m为游标卡尺的精度，则S=n+km例2如图1-1所示中卡尺的读数是少？解析：由图可知游标的零刻度线前整毫米数为6mm，与主尺对齐的是游标的第4个刻度，该尺的精度为0.1，所以S6+4*0.16.4mm理解了10分度的对20和50分度的就不难理解，它们的游标他别是19mm和49mm，游标上的每个刻度比主尺最小分度分别小了0.05mm 0.02 mm，在读数时方法与10分度的相同，只是S=n+km中m分别为0.05mm和0.02mm。游标卡尺不要求估读，如游标上没有哪个刻度与主尺刻度线对齐的情况，则选择最近的一根读数，有效数字要与精度对齐。例3：用50分度的卡尺在金属丝三个不同的部位分别进行测量数据如下2.02mm 2mm 2.020mm，其中有误的是哪组，造成错误的原因是什么？解析：从数据上看2mm 2.020mm这两组有误，在测量时所使用的是50分度的卡尺，它的精度应达到0.02mm，我们所读出的数据要与卡尺的精度对齐，即使正好是2mm，我们也应写成2.00mm，数据2.020mm的错误是出在了估读上，用卡尺测量是不用估读的。二、螺旋测微器1、螺旋测微器的构造原理：螺旋测微器的构造如图21所示它的刻度由固定刻度A和可动刻度B两部分构成。固定刻度又分整刻度和半刻度，每个刻度为1mm.可动刻度部分每旋转一周测微螺杆前进或后退0.5mm，而每一周又分了50个刻度，所以每旋转一个刻度测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm，所以螺旋测微器测量长度时可以精确到0.01mm.2、螺旋测微器的读数当用螺旋测微器测量好物体时我们要读出所显示的示数，这时所测物体的长度可表示为：L=n*0.1+k*0.01单位为mm注：L为物体的长度，n表示固定刻度所显示的刻度数(注意半刻度)，k 为与固定刻度线所对齐的可动刻度数(在这里k要估读)。例：读出图2-1中螺旋测微器的示数。由图可知固定刻度所显示的刻度数为2mm, 可动刻度所示的刻度数为13个多，这里我们估读为13.6所以物体长为2mm+13.6*0.01=2.136mm 读数练习：0045 mm cm cm0 5 1025 3005103cm cm cm 0 15 10 cm mm mm 101112cm0100123456789010 11 12 cmm cm 5015105 mm mm mm mm mm mm （新型题）有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示 (a)它的准确度是_mm； (b)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是_mm34567cm主尺05101520游标尺 读数练习参考答案：0045 0.900 mm 1.240 cm 0.3995 cm0 5 1025 3005103cm 2.37 cm 3.03 cm 10.295mm 0 15 10 5.015 cm 5.694 mm 3.617 mm 0123456789010 11 12 cmm101112cm010 10.07 cm 100.55mm 50.2mm 10.95mm 6.042mm 33.10mm 5015105 0.900 mm 9.101 mm 16.60 mm 10.55 mm 2.706 mm 50.15 mm （新型题）有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份