测量技术
- 物理课常用的仪器有:
- 米制规则——用来测量距离和长度
- 天平-测量质量
- 量角器——用来测量角度
- 秒表——用来测量时间
- 安培计-测量电流
- 电压表-测量电位差
- 更复杂的仪器,如千分尺螺旋规和游标卡尺,可以用来更准确地测量长度
- 当使用这些测量仪器时,你需要确保你完全了解秤上的每个部分代表什么
- 这就是所谓的决议
- 分辨率是被测物理量中导致测量仪器读数变化的最小变化
- 仪器能测量到的变化越小,分辨率越高
- 例如,标准水银温度计的分辨率为1°C,而典型的数字温度计的分辨率为0.1°C
- 数字体温计的分辨率比水银体温计高
千分尺螺旋规
如何操作千分尺
游标卡尺
游标卡尺如何操作
检流计的
- 振镜是一种灵敏的用来检测电流的电流表
- 它用于电位器中,测量电路中两点之间的电动势
- 电路符号由圆圈中的箭头识别:
检流计电路符号
- 电流计是用线圈绕着铁芯制成的,铁芯在磁场中旋转:
检流计的
- 箭头表示指针,指针会根据通过的电流大小而偏转
- 当箭头直接朝上时,没有电流
- 这叫做零偏转
- 欧姆定律告诉我们,通过导体(电线)的电流与通过它的电位差成正比。没有pd意味着没有电流流过振镜
- 当一边的电势等于另一边的电势时,电流计的pd为零
- 这是在它连接在电线上的位置(随滑动接触而变化)给出了一个p.d等于连接到检流计的电池的电动势
- 电池的连接应使其电势反对电线上的电位,即电源的正极面对电池的正极:
- 当滑动触点沿着电位器电线移动时,您可以从外部电路中添加或删除电阻。这改变了X和Y的势降
- 调整滑动点的位置,直到振镜读数为零。直到电位差等于E2
- 两个电磁脉冲的方向相反,没有电流
工作的例子
使用所示的电位器电路比较电源和电池。电位器测量电池产生的电动势。电位器线AB长150.0厘米,电阻为2.4 Ω。电源的电动势为5.000 V,太阳能电池的电动势为6.25 mV。当AS = 32.0 cm时,必须使用哪个电阻R才能使振镜读数为零?一个。735ΩB。451ΩC。207ΩD。401Ω
答:D
考试技巧
如果您不确定随着接触滑块沿着导线移动,p.d是否会增加,请记住pd与导线的长度成正比(根据欧姆定律和电阻率方程)。电线的长度越长,脉冲电位越高
如何使用阴极射线示波器
- 阴极射线示波器(C.R.O)用于测量电压、频率和相位
- C.R.O包括:
- 一个电子枪一种加热阴极以产生窄电子束的装置
- 一个偏转系统-一个由两对平行板组成的系统,这些板偏转电子束以产生在屏幕上观察到的波形
- 一个荧光显示这是一种有一层薄薄的材料涂层的屏幕,当电子撞击其表面时,会产生荧光
阴极示波器显示波长和时基设置的示意图
C.R.O控制
- 亮度
- C.R.O显示器的亮度是对撞击屏幕的电子数量的测量
- 更高的亮度意味着更多的电子形成了光束电流
- 焦点
- C.R.O显示器的焦点可以通过控制电子束的直径来改变
- 光束越集中,电子流就越窄、越快,从而在屏幕上形成一个更小、更清晰的点
- 时基
- 这控制点在屏幕上移动的速度
- 当时间基准被关闭时,圆点在中心看起来是静止的
- 当时间基准调得很高时,点显示为一条水平线
- 该控制具有每厘米或每除法的时间单位,并且具有每厘米或除法100毫秒- 1 μs的范围
- 获得(灵敏度)
- 这控制了点的垂直偏转或振幅
- 它的单位是每厘米伏特或每格伏特
- 的峰值电压(V0)为从时间线测得的最大垂直位移
- 的峰电压(V页)为电压最小值与最大值之间的垂直位移
模拟和数字显示
- 在物理实验中,你会遇到一些用于测量数量的设备,它们可以显示模拟或数字显示,例如安培表和电压表
模拟显示
- 模拟显示器通常包括一个指针,它根据其在刻度上的位置或角度指示一个值
模拟计
- 在这种模拟电流表上进行的测量被限制在一个范围内,例如0 - 1a和1 a的分辨率
- 模拟仪表受零错误
- 在实验前总是仔细检查标记的确切位置,如果不是零,你需要从所有的测量中减去它
- 他们也受制于视差
- 始终从与刻度垂直的位置读取仪表
- 检流计是灵敏模拟计的一个例子
数字显示
- 数字显示器将测量值显示为数字,比模拟显示器更准确
- 它们很容易使用,因为它们给出了一个特定的值,并且能够显示更精确的值
数字计
- 在这个数字电流表上进行的测量有一个更宽的范围和0.01 a的分辨率
- 数字仪表也受零位误差
- 在开始实验前确保读数为零,或者从最终结果中减去“零”值
- 大多数数字仪表具有自动量程功能,这意味着它可以根据读数显示非常低或非常高的值
- 这节省了为您的实验选择正确范围和精度的仪器的时间
校准曲线
- 校准曲线用于将在一个测量刻度上进行的测量转换为另一个测量刻度
- 当所使用的仪器输出与所测量的值不成比例时,这些参数在实验中很有用
- 例如电磁脉冲和温度
- 例如,电火花随温度变化的热电偶的校准曲线如下所示:
电压对温度的曲线可用作温度传感器
- 随着时间的推移,所有测量设备的精度都会降低。这通常是由正常的磨损引起的
- 校准提高了测量装置的精度
工作的例子
电压表给出的读数大于真实值,并具有随电压变化的系统误差。哪个图表显示了电压表的校准曲线?
答:一个
- 电压表有系统误差,因为它给出的读数总是大于真实值
- 如果真值为零,电压表就会给出一个大于零的值
- 因此,曲线不会经过原点(0,0),因为这将表明读数与真实值相同,而不是更大——这就排除了图形C
- 所以,当真值为零时,仪表会给出一个大于零的读数。这是一个图一个或B
- 系统误差随电压而变化
- 因此,仪表读数大于真实值的量会发生变化
- 因此,图一个是正确的,因为仪表读数和真实值之间的差异随着电压的增加而增加