Оценка точности измерений в курсе физики средней школы - Фетисов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
указателя относительно шкалы (выраженной в линейных или угловых единицах)
к вызвавшему его изменению измеряемой величины.
52
§ 12. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛИНЕЙКИ
Линейка ученическая. Линейка с миллиметровыми делениями длиной 35-50 см
(деревянная или пластмассовая), имеющая допускаемое отклонение ±0,1 мм на
100 мм накатанной части, называется ученической. Ширина штриха 0,08-0,15
мм. Допускаемая погрешность ± 1 мм.
Для проверки правильности интервалов линейки берут лист бумаги и хорошо
заточенным твердым карандашом четко и тонко отмечают две точки на
расстоянии 15-20 хм друг от друга. Расстояния между этими точками
измеряют несколько раз возможно более точно линейкой, при этом левый
конец отрезка каждый раз помещают против различных отметок линейки. Если
результаты измерений совпадут, то интервалы между делениями на линейке
одинаковы.
Линейка чертежная. Деревянная линейка с треугольной или трапециевидной
формой поперечного сечения называется чертежной. Линейки имеют длину 200,
250 и 300 мм. Деления нанесены через 1 мм на наклонных краях линейки,
вследствие чего погрешность на параллакс незначительна, и тем самым
достигается большая точность измерений. Инструментальная погрешность
линейки достигает 0,1-0,2 мм.
Ученические и чертежные линейки государственными стандартами не
нормируются.
Линейка стальная (производственная). На такой линейке деления нанесены
через 1 мм. Допускаемая погрешность нормируется стандартом:
до 300 мм составляет ±0,1 мм,
до 500 мм " ±0,15 мм,
до 1000 мм " ±0,2 мм.
При измерении измерительной (масштабной) линейкой и стальной линейкой с
точностью до 1 мм инструментальной погрешностью можно пренебречь. При
оценке десятых долей деления на глаз инструментальную погрешность линеек
необходимо учитывать.
Правила пользования линейкой
- Линейку прикладывают к измеряемому предмету так, чтобы ее нуль совпадал
с началом измеряемой длины. Если концы линейки испорчены, то начало
предмета прикладывают к любой отметке шкалы, затем от нее ведут отсчет.
- Линейку надо прикладывать ровно, а не наискось, во избежание
неправильного измерения (рис. 11, а).
- При наблюдении глаз должен быть расположен против наблюдаемой отметки
(для устранения параллакса).
Для уменьшения влияния параллакса измеряемый предмет или стрелку
необходимо приближать к шкале, а также использовать зеркало,
расположенное рядом со шкалой (рис. 11, 6). Совмещая предмет с его
отражением в зеркале, мы обеспечиваем прямой угол между линией зрения и
шкалой.
Рис. 11
Рис. 12
13. ШТАНГЕНЦИРКУЛЬ
Рис. 13
Штангенциркуль состоит из линейки со шкалой 1, имеющей миллиметровые
деления, и нониуса 4 - дополнительной линейки, которая может перемещаться
вдоль шкалы (рис. 12).
Нониус имеет Ю делений, которые равны 9 делениям шкалы, поэтому каждое
деление нониуса короче деления шкалы на 0,1 и равно 0,9 мм (рис. 13).
При сдвинутых щеках штангенциркуля нулевая отметка нониуса совпадает с
нулевой отметкой линейки, а десятая отметка - с девятой отметкой линейки.
При этом первое деление нониуса не доходит до первого деления линейки на
0,1 мм.
Второе деление нониуса соответственно не доходит до второго деления
линейки уже на 0,2 мм и т. д. .
Следовательно, если раздвинуть щеки штангенциркулем так, чтобы первая
отметка нониуса совпала с первой отметкой линейки, то между щеками
образуется просвет 0,1 мм.
Если совпадет с отметкой линейки вторая отметка нониуса, просвет между
щеками будет уже 0,2 мм и т. д. Следовательно, отметка нониуса,
совпадающая с отметкой линейки, указывает расстояние между щеками в
десятых долях миллиметра.
54
Правила пользования штангенциркулем
- При измерении длины тела его зажимают между щеками штангенциркуля.
Отсчет целых делений (мм) производят по шкале линейки до нуля нониуса,
затем отсчитывают по нониусу десятые доли миллиметра, 'число которых
равно номеру штриха на нониусе, совпавшему со штрихом основной шкалы.
- Штангенциркулем можно измерять внутренний диаметр отверстий и глубину
отверстий (см. рис 12).
- Проверяют штангенциркуль при сдвинутых щеках по совпадению нулевой
отметки нониуса с нулевой отметкой шкалы линейки.
Наряду с описанным выше штангенциркулем используют штангенциркули, у
которых 10 делений нониуса равны 19 мм, а цена деления равна 0,05 мм.
Правила пользования такими штангенциркулями аналогичные.
Пример показания штенгенциркуля - 31,4 мм - дан на рисунке 13.
Примечание. При лабораторных работах в школьных условиях инструментальную
погрешность можно брать ±0,05 мм.
ГОСТом 166-51 нормирована следующая допускаемая погрешность для
штангенциркулей.
Предел измерения Допускаемая погрешность
200 мм + 0,05 мм
300 мм ±0,1 мм
§ 14. МИКРОМЕТР
Основные части микрометра (рис. 14) - стальная скоба 8 и втулка 3,
имеющая с внутренней стороны микрометрическую резьбу, а на поверхности -
шкалу с делениями в 0,5 мм и продольную черту.
Во втулку ввертывается микрометрический винт 2. На правый конец винта
насажена гильза 5, имеющая 50 делений. Гильза скреплена с
