Ehitus ja Mehaanika lektorat Tehniline füüsika

TTÜ VIRUMAA KOLLEDŽ
Ehitus ja Mehaanika lektorat
Tehniline füüsika
Üliõpilane:
Tehtud:
Õpperühm:
Arvestatud:
Töö nr. ja nimetus: №1 Общие измерения
Приборы:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Joonis 1 Kruvik: 1-kand (пята); 2-seadekaliiber (калибр); 3-mõõtevarras
(измерительный шток); 4-hülss (гильза); 5-trummel (барабан); 6-käristi
(трещотка); 7-pidur (тормоз); 8-look (хомут)
Joonis 2 Nihik: 1-raam (рамка); 2- kinnituskruvi (зажим рамки); 3- mikrokruvi
etteandeseade (рамка микрометрической подачи); 4- kruvi (зажим рамки
микрометрической подачи); 5- joonlaud (штанга); 6- keerme (гайка и винт
микрометрической подачи); 7-noonius (нониус); 8, 9- mõõtehaarad (губка рамки,
губка штанги)
Joonis 3 Процедура измерения
Цель работы:
1. Знакомство с нониусом
2. Использование микрометра и штангенциркуля для измерения длины
Теория
Во многих измерительных приборах как штангенциркуль, микрометр и др
параллельно с измерительной шкалой движется вспомогательная шкала. Эту
шкалу называют нониусной.
a
Величину T  называют точностью нониуса, где а - наименьшее деление на
n
основной шкале; n - число делений на нониусе . Если нулевую черту нониуса
(измерительную черту) поместить напротив какой-нибудь черты на основной
шкале, то первая черта нониуса не совпадёт со следующей чертой на основной
a
a
шкале, а будет отставать от неё на
, вторая черта на 2 итд. Последняя черта
n
n
нониуса опять будет совпадать с чертой на основной шкале, так как
na n  n  1 a
При измерении обычно определяется показание M по измерительной шкале.
Для этого определяется количество целых делений до 0 на нониусе. Затем
определяется черта нониуса N точно сопадает с чертой на измерительной
шкале. Это чило умножается на точность нониуса T и складывается с
показанием M. Результат измерения – измерительное число L – таким образом:
L  M  N T
Штангенциркуль используется для измерения длины. Он состоит из линейки и
на ней движущейся рамки. Измерение получается с помощью основной шкалы
на линейке и нониуса на рамке. Измерительные ветви предназначены также для
измерения внутреннего диаметра. Обычно в этом случае к полученному
измерению нужно прибавить ошибку, например 10 mm. При измерении
глубины отверстия рамка, двигающаяся по штангенциркулю, обеспечена
стержнем. Точность нониуса на штангенциркуле обычно 0,02 мм или 0,1 мм.
Микрометром можно измерить длину ещё точнее чем штангенциркулем. Он
состоит из металлической камеры, к которой прикреплена неподвижная
измерительная поверхность. Точность нониуса обычно 0,01 мм. С микрометром
соединён барабан, край которого показывает на шкале, находящейся на
стержне, расстояние между измеряемыми поверхностями. При использовании
микрометра очень важен одинаковый нажим измерительных поверхностей при
2
каждом измерении. Для достижения этого двигающейся барабан микрометра
снабжён сцеплением. Для того чтобы снять показания, сначало считаваются
полные миллиметры и половины миллиметров на шкале на стержне, а потом
сотые миллиметры на барабане.
Ход работа
1. Определить точность нониуса данного штангенциркуля
2. Записать 0-показание штангенциркуля и использовать это при
нахождении конечного результата измерения
3. Измерьте штангенциркулем толщину данного предмета. Для этого
поместите предмет между измерительными ветвями прибора, сдвиньте
их вместе и определите di.
Повторите измерение в 10 разных
положениях предмета и определите среднее значение толщины d и
ошибку
4. Измерьте внутренний и внешний диаметры в 10 разных положениях.
Определить средние значения и ошибки
5. Определить площать поперечного сечения данного предмета и ошибку
6. Определить точность микрометра и число делений на барабане
7. Определить 0-показание
8. Измерьте толщину данного предмета в 10 разных положениях
9. Определить среднюю толщину предмета и ошибку
10. Результаты измерения занесите в таблицы
Измерения:
Таблица 1. Измерение толщины предмета с помощью штангенциркуля
Точность нониуса T= ..... мм, 0-показание –.....мм.
деталь.....
Номер опыта
di мм
𝑑̅ − 𝑑𝑖 мм
𝟐
(𝑑̅ − 𝑑𝑖 ) мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
𝑑̅ = .............................
Таблица 2. Определение внутреннего диаметра d s с помощью штангенциркуля
Точность нониуса T= .....мм, 0-показание -.....мм.
Деталь .....
Номер опыта
di внутр мм
𝑑̅ − 𝑑𝑖 внутр мм
𝟐
(𝑑̅ − 𝑑𝑖 внутр ) мм
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
𝑑̅(внутренний) =................................
Таблица 3. Определение внешнего диаметра d v с помощью штангенциркуля
Точность нониуса T= .....мм, 0-показание - .....мм.
Деталь .....
Номер опыта
di внешн мм
𝑑̅ − 𝑑𝑖 внешн мм
𝟐
(𝑑̅ − 𝑑𝑖 внешн ) мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
𝑑̅(внешний) =................................
Таблица 4. Измерение толщины предмета микрометром
Точность нониуса s= .....
Количество делений на барабане – .....
0-показание - .....
Деталь.....
Номер опыта
di мм
𝑑̅ − 𝑑𝑖 мм
𝟐
(𝑑̅ − 𝑑𝑖 ) мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4
𝑑̅ = .............................
Вычисления и ошибки измерений
Арифметическое среднее измерений:
x
1 n
 xi
n i 1
(1)
Абсолютная ошибка
n
x  tn 1, 
 x  x 
2
i
i 1
(2)
nn  1
tn-1,β- коэффициент Стьюдента (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.9,
tabel 1)
β- доверительность; в физике обычно β=0,95
Относительная ошибка:
∆𝑥
𝜀 = 𝑥 100%
(3)
Косвенная ошибка:
(Площадь поперечного сечения трубы и её ошибка)
 2
2
S  dv  ds
4


(4)

  

S    d v  d v      d S  d S 
(5)
2
  2

Найти для каждой таблицы арифметическое среднее, абсолютную и
относительную ошибки. Определить также площадь поперченого сечения
детали, а также её относительную и абсолютную ошибки. В конце работы
напишите вывод, как показано в следствии, а также дайте оценку
полученнным измерениям. Расчеты сделайте на отдельном листе и
вставьте в основную работу.
2
2
Следствие
Результат работы вместе с ошибками:
(Все результаты с доверительным интервалом β=0,95)
Толщина предмета с помощью штангенциркуля d=.(............)mm,
С помощью микрометра d=(............)mm.
Внутренний диаметр с помощью штангенциркуля ds=(......  ......) mm.
Внешний диаметр с помощью штангенциркуля on dv=(............) mm.
Площадь поперечного сечения S=(...... ......) mm2
5