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初中科学常见测量仪器读数分析

       用刻度尺测量物体长度,要求测量值中有估计值,估计值一般要求估计到最小刻度(分度值)的十分之一(最小刻度为1cm的估计到0.1cm,最小刻度为1mm的估计到0.1mm),但也并非所有测量都要估计到十分之一,如温度、质量、体积等的测量,这为什么?

       要搞清这个问题,首先要了解有关测量仪器的特征。非连续读数的仪器(如钟、表、数字式仪器)不需要估读;连续读数的仪器(如刻度尺、量筒温度计等)在测量时存在着估读数据的问题,要估读到哪一位测量误差的知识。测量误差是由仪器误差和读数误差组成,仪器误差没有注明的一般为分度值的二分之一(如分度值为1mm,仪器误差为0.05mm);读数误差是由测量者估读时产生的,它是由人眼的分辨率决定的,人眼的分辨率通常为0.1mm(即可分辨两点间最小距离为0.1mm,如果两点间距离小于0.1mm,将看成是一点)。若上述两种误差的大小是同一数量级,则测量误差是两个误差之和;若上述两种误差的大小不是同一数量级,则较小的那个误差可以忽略不计。如分度值为1cm的刻度尺,仪器误差为0.5cm,读数误差为0.1mm,则读数误差忽略,测量误差为0.5cm;如分度值为1mm的刻度尺,仪器误差为0.5mm,读数误差为0.1mm,则测量误差为0.6mm。在测量时,估计值估读到测量误差以下级别是没有意义的,即与测量误差保持同一级别。下面谈谈初一《科学》中的几种测量仪器估读数值:

1、刻度尺:一般刻度尺的标度为cm,最小刻度(分度值)为1mm,其测量误差为0.6mm,测量时读数应估计到0.1mm,即最小刻度的十分之一。如果刻度尺的最小刻度为0.5mm,其仪器误差为0.3mm(根据测量误差宁大忽小原则,0.25mm就取0.3mm),读数误差为O.1mm,则测量误差为0.4mm,读数时应估读到O.1mm,即最小刻度的五分之一。同理可得,最小刻度为0.2mm刻度尺,读数估读到O.1mm;最小刻度为1cm或O.5cm的刻度尺,读数估读到0.1cm;最小刻度为1分米或O.5分米的刻度尺,读数估读到0.1分米。假如有这样一把刻度直尺,它的最小刻度为0.1mm,读数估读到O.1mm,而不是O.01mm。

2、温度计:实验室常用的液体(水银、精、煤油)温度计,其准确度一般都不高,通常仪器误差为温度计的最小刻度(分度值)值,即一般温度计为1℃,体温表为O.1℃;其读数误差分别为O.1℃和0.01℃,读数误差和仪器误差不属同一数量级,读数误差可忽略,测量结果估读到1℃和0.1℃,即为最小刻度(值)。

3、托盘天平托盘天平的测量值是砝码总量和游码标尺读数之和,游码是一种连续读数的仪器,有估读要求。一般托盘天平游码的量程为10克或5克,最小刻度(分度值)为1克、O.5克或O.2克(最小刻度间距离大于1mm),仪器误差(感量)分别为0.5克和O.2克(厂家有说明),读数误差分别为0.1克、O.05克和O.02克,读数误差与仪器误差不属同一数量级,读数误差忽略。此三种托盘天平在估读时都估读到0.1克,估读数分别为最小刻度的十分之一、五分之一和二分之一。

4、量筒(量杯、烧杯):实验室里使用的量筒,量程种类较多,10ml、25ml、50ml、100ml、250ml、500ml等等,10ml的最小刻度(分度值)为0.2ml,25ml、50ml、100ml的最小刻度都为lml,250ml的最小刻度为5ml,500ml的最小刻度为10ml。除量程是10ml外,其余种类的仪器误差均大lml,因此在估读数时都估读lml。10ml的量筒,其仪器误差为0.1ml,读数误差为0.02ml,则测量误差为0.1ml,读数时估读到0.1ml(最小刻度的二分之一)。

 

转自周照县工作

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