История 

Лабораторная работа: Измерение физических величин. Лабораторная работа: Измерение физических величин Прямые измерения основных физических величин

Цель работы: научиться измерять размеры тел.

Оборудование: мерная лента, линейка (рис. 53).

Рис. 53

Проверьте себя

Ответьте на вопросы:

  1. Какова цена деления шкалы линейки и мерной ленты?
  2. С какой точностью можно измерить длину этими приборами?

Ход работы:

Рис. 54

  1. Оцените «на глаз» длину столешницы учебного стола. Значение длины занесите в таблицу.
  2. При помощи линейки измерьте наибольшее расстояние (пядь) между кончиками расставленных пальцев (рис. 54) вашей руки - указательного и большого, т. е. измерьте и занесите в таблицу значение вашей пяди.
  3. Измерьте пядями длину столешницы учебного стола и занесите значение длины в таблицу.
  4. Измерьте мерной лентой длину столешницы учебного стола и занесите значение длины в таблицу.
  5. Измерьте линейкой длину столешницы стола и занесите значение длины в таблицу. Сравните значения длины столешницы, полученные в пунктах 1, 3-5. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

  1. Какое измерение длины столешницы учебного стола l1, l2, l3 или l4 наиболее точное? Почему?
  2. Выразите длину столешницы l4 в миллиметрах (мм), дециметрах (дм), метрах (м) и километрах (км).
  3. В каких единицах удобнее всего выражать длину столешницы? Обоснуйте ответ.
  4. Как с помощью линейки определить толщину дна кастрюли (рис. 55)?

Рис. 55

Цели работы: изучить устройство микроинструментов; освоить методы измерения деталей с помощью микроинструментов.

Теоретические сведения

Метод измерения микрометрическими инструментами прямой, абсолютный. Диапазон измерений обеспечивается измерительным перемещением микрометрического винта и составляет 25 мм (0-25; 25-50; 50-75 и т. д.).

Верхний предел измеряемых величин для каждого типа микрометрического инструмента устанавливается соответствующим стандартом. Все микрометрические инструменты (кроме нутромера микрометрического) имеют трещотку - механизм, обеспечивающий определенное измерительное усилие. Погрешность измерения состоит из погрешности инструмента, погрешности метода измерения и др. Основная погрешность (инструментальная) микрометров обычно не превышает ±5 мкм (±0,005 мм). Под основной погрешностью измерительного средства понимается величина отклонения результата измерения от размера эталона, полученная при поверке инструмента. Величина отсчета инструментов составляет 0,01 мм.

Микрометры общего назначения подразделяются на следующие типы:

МК - микрометры гладкие для измерения наружных размеров изделий;

МЗ - микрометры зубомерные для контроля длины общей нормали зубчатых колес;

МТ - микрометры трубные для измерения толщины стенок труб;

МП - микрометры для проволоки.

Пример условного обозначения гладкого микрометра с диапазоном измерения 25-50 мм 1-го класса точности: Микрометр МК-50-1 ГОСТ 6507-90.

Микрометры со вставками используются для специальных измерений и по ГОСТ 4380 - 86 подразделяются на:

МВМ микрометры со вставками для измерения среднего диаметра метрической и дюймовой резьбы;

МВТ - для измерения среднего диаметра трапецеидальной резьбы;

МВП- с плоскими вставками для измерений деталей из мягких материалов.

Пример условного обозначения резьбового микрометра с диапазоном измерений 0-25 мм: Микрометр МВМ 0-25 ГОСТ 4380-93.

Глубиномеры микрометрические (ГОСТ 7470-92) изготавливаются 1-го и 2-го классов точности с диапазонами измерений 0-100, 0-150 мм.

Диапазоны измерений обеспечиваются набором сменных измерительных стержней (рис. 7). Пример условного обозначения глубиномера микрометрического с диапазоном измерений 0-100 мм: Глубиномер ГМ 100 ГОСТ 7470-92.

Микрометрические нутромеры (ГОСТ 10-88) выпускаются с пределами измерения 0-75; 75-175; 75-600; 150-1250; 600-2500; 1250-4000; 2500-6000 мм. Диапазон измерений достигается за счет сменных удлинительных стержней. Нутромер микрометрический с верхним пределом измерений 175 мм обозначается следующим образом: Нутромер НМ175 ГОСТ 10-88.

На рисунках 7 - 10 показаны микрометрические инструменты.

Микрометрический инструмент выбирают по типу (в зависимости от объекта измерения), по пределам измерения и классу точности в зависимости от размера и допускаемой погрешности измерения по ГОСТ 8.051-81.

Рис. 7. Микрометр зубомерный

Рис. 8. Гладкий микрометр


Рис. 9. Микрометрический глубиномер


Рис. 10. Микрометрический нутромер


Похожая информация:

  1. B) Расчет количества воздуха для проветривания по газовыделению при взрывных работах при проветривании восстающей выработки нагнетательным способом
  2. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. 1.1. Административный регламент разработан в целях повышения качества предоставления и доступности предоставления государственной услуги "Ежемесячное

Цели работы:

    знакомство с основными методами измерений физических величин, принципом действия и конструкцией измерительных приборов,

    изучение различных видов погрешностей, возникающих при прямых и косвенных измерениях физических величин,

    определение плотности вещества твердых тел правильной геометрической формы (цилиндр, параллелепипед).

1.1 Прямые измерения основных физических величин

Измерением называют экспериментальное определение качественного значения физической величины с помощью специально для этого предназначенных измерительных приборов и устройств. Физическая величина характеризует определенную особенность физического объекта или явления, отображает их свойства, состояние или происходящие в них процессы. Измерение физической величины включает в себя наблюдение и выполнение необходимых математических операций по определению результата измерения. Все измерения делятся на две группы.

Прямое измерение – измерение, при котором физическая величина может быть получена непосредственно в процессе наблюдения. Примером прямых измерений являются: измерение температуры термометром, давления – барометром. длины – линейкой, времени – секундомером и т.д.

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины получают на основании ее зависимости от величин, измеренных прямо.

Имеется огромное количество физических величин, которые измеряются как прямыми, так и косвенными методами. Однако, можно выделить основные физические величины, измерения которых проводятся наиболее часто, либо по результатам измерения таких величин можно судить об остальных физических параметрах. К таким измерениям можно отнести измерение линейных размеров, времени, температуры, массы.

Простейшей мерой длины является линейка, отградуированная по эталону в единицах длины. Разновидностью линеек являются гибкие меры длины: рулетки, метры и т.д. Точность этих приборов не велика, сказывается тепловое расширение, измерение размеров при хранении и эксплуатации. Приборную погрешность указанных инструментов принято считать равной половине цены деления.

Большей точности достигают в приборах с нониусом, например, в штангенциркуле. При определении размеров тел штангенциркулем объект измерения помещается между измерительными губками, выполненными из твердого сплава. Размер объекта определяется по положению измерительной рамки, перемещающейся вдоль штанги со штриховой шкалой. На штанге нанесена основная шкала с ценой деления , а на рамке – дополнительная штриховая шкала – нониус. Каждое деление нониуса n меньше деления основной шкалы
b . Цена деления нониуса равна цене одного деления основной шкалы, деленной на число делений нониуса:
. При перемещении нулевого штриха нониуса между делениями основной шкалы штрихи нониуса поочередно совпадают со штрихами основной шкалы. Первоначально со штрихом основной шкалы совпадет 1-й штрих нониуса, затем 2-й. 3-й и т.д. таким образом, указателем для нониуса служит штрих основной шкалы, совпадающий со штрихом нониуса. Результат измерения определяется целым числом делений основной шкалы. к которому добавляется дробная часть. Целое число делений основной шкалы (число миллиметров) указывает нулевой шрих нониусной шкалы. Число десятых делений миллиметра берется при отсчете по нониусу и равно номеру этого штриха нониуса, умноженному наl n . На рисунке 1.1 а, например, число полных делений равно 43, дробная часть (отсчет по нониусу) – 2.5. Результат измерения 43,25.

Цель работы: научиться выполнять измерение способом рядов.

Измерительным инструментом в этой работе является линейка. Цену ее деления вы легко можете определить. Обычно цена деления линейки - 1 мм. Определить простым измерением с помощью линейки точный размер какого-либо маленького предмета (например, зернышка пшена) невозможно.


Если просто приложить линейку к зерну (см. рисунок), то и можно сказать, что диаметр его больше 1 мм и меньше 2 мм. Это измерение очень не точное. Чтобы получить более точное значение можно использовать другой инструмент (например, штангенциркуль

или даже микрометр). Наша же задача получить более точное измерение при помощи той же самой линейки. Для этого можно поступить следующим образом. Положим некоторое количество зернышек вряд вдоль линейки, чтобы между ними не оставалось промежутков.

Так мы измерим длину ряда зерен. Зерна имеют одинаковый диаметр. Следовательно, чтобы получить диаметр зерна нужно разделить длину ряда на количество зерен его составляющих.

27 мм: 25 шт = 1,08 мм

На глаз видно, что длина ряда несколько больше 27 миллиметров, поэтому ее можно считать 27,5 мм. Тогда: 27,5 мм: 25 шт = 1,1 мм

При отличии первого измерения от второго на 0,5 миллиметра результат отличается всего на 0,02 (две сотых!) миллиметра. Для линейки с ценой деления в 1 мм результат измерения очень точный. Это и называется способом рядов.

Пример выполнения работы:


Вычисления:

где d - диаметр

l - длина ряда

n - число частиц в ряду