大学物理实验介绍.ppt

* 绪 论 （下） 3.6 实验室常用仪器的示值误差 3.6.1有关仪器的几个概念 ? 仪器的精度等级 ? 仪器的示值误差 ? 仪器的分度值 ? 仪器的灵敏阈 精度越高，它的分度越细，允许的偏差就越小。 仪器的精度通常指它能分辨的物理量的最小值。 ? 1. 仪器的精度等级 它表示在正确使用仪器的条件下，仪器示值与被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值。 一般写在仪器的标牌上或说明书中。 有的仪器直接给出精度等级。 ? 2. 仪器的示值误差 仪器的分度值与仪器精度等级或仪器示值误差相对应，二者保持在同一数量级。 ? 3．仪器的分度值和仪器的灵敏阈 仪器的灵敏阈——仪器指示有了刚刚可观察到的变化时，对应物理量变化的大小。 物理实验中最基本的长度测量工具 长度测量仪器 ? 米尺 ? 游标卡尺 ? 螺旋千分尺 ? 米尺 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 示值误差限 ? 木尺、竹尺 ? 钢板尺 ? 钢卷尺 量具（仪器） 量 程 最小分度值 示值误差限 木尺(竹尺) 30~50cm 60~100cm 1mm 1mm 1.0mm 1.5mm ? 钢板尺 150mm 500mm 1000mm 1mm 1mm 1mm 0.10mm 0.15mm 0.20mm 钢卷尺 1m 2m 1mm 1mm 0.8mm 1.2mm 一般测量范围在300mm以下的游标卡尺取其分度值为仪器的示值误差限 游标卡尺使用前必须检查初读数，以便对测量值进行修正。 ? 游标卡尺 我们使用的游标卡尺其分度值通常有：0.10mm，0.02mm和0.05mm三种。 ? 螺旋千分尺 按国家标准（GB1216-75）规定，量程为25mm的一级千分尺的示值误差为0.004mm。 螺旋千分尺使用前必须检查初读数。 质量称衡仪器? 物理实验中质量称衡的主要工具是物理天平 国家标准有10级。 七级天平 (物理天平) ? 500g ? 0.05g 0.08g (接近满量程) 0.06g (1/2量程附近) 0.04g (1/3量程和以下) 量具（仪器） 量 程 最小分度值 示值误差限 时间测量仪器 实验室中使用的机械式停表一般分度值为 0.1s 。示值误差限亦为 0.1s 石英电子秒表，计时的最大偏差为 t为计时时间。 数字毫秒计，时基值分别为0.1ms，1ms和10ms，其仪器示值误差分别为0.1ms，1ms和10ms。 实验室中测温仪器多采用水银温度计或有机溶剂温度计，其测量范围和示值误差限表。 仪器名称 测量范围（0C） 示值误差限（ 0C ） 实验室用水银—玻璃温度计 -30~300 ?0.05 一等标准水银—玻璃温度计 0~100 ? 0.01 工业用水银—玻璃温度计 0~150 ? 0.5 普通温度计(水银或有机溶剂) 0~100 ? 1 温度测量仪器 电学量测量仪器 ? 旋钮式电阻箱 ? 电气测量指示仪表的示值误差 ? 电位差计 ? 单电桥 ? 数字仪表 旋钮式电阻箱 电阻箱分为0.02、0.05、0.1和0.2四个等级 示值误差 = 电阻箱内电阻器阻值误差 +旋钮的接触电阻误差 等级 k 0.02 0.05 0.1 0.2 ?（ ? ） 0.001 0.001 0.002 0.005 当使用电阻值大于10 ? 时 电阻箱等级 所用电阻数值的大小 十进位电阻箱旋钮的个数，与选用的接线柱有关。 盘间接触电阻的允许值，其值与等级 k 有关 注意 ?——仪表本身在正常工作条件下可能发生的示值误差 ?m 与仪表的量程Am 的百分比值 ? 电气测量指示仪表的示值误差 仪表精度等级 k 仪表的精度等级k分为：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 等七个等级，其中数字越小的精确度就越高。 ? 数字仪表 示值误差限 精度等级 显示读数 仪器的固定误差项，一般取最小量化单位的整数倍 例如：某数字电压表 若取2V量程时，数字显示为1.4786V 最小量化单位是0.0001V 四 数据处理的基本方法 数据处理基本方法 ? 列表法 ? 作图法 ? 逐差法 ? 最小二乘法 数据处理基本方法 1）作图的基本方法 2）图示法与图解法 3）曲线改直 ? 列表法 ? 作图法 1）作图的基本方法 2）图示法与图解法 3）曲线改直 作图法的优点和局限性 ? 逐差法 ? 最小二乘法 物理实验课的 基本教学环节和要求 物理实验课的教学方式主要是学生自己动手，完成实验教学规定的任务，教师只是在关键的地方给予提示和指导。 ? 实验前的预习 ? 实验中的操作 ? 实验报告 *