也談幾種基本測量儀器的讀數

摘 要：在高職的物理實驗過程中，儀器示數的讀取是一個很重要的環節，如刻度尺、千分尺、游標卡尺、歐姆表、安培表、伏特表等常規儀器的讀數，這是學生進行實驗的基本功之一。本文就根據一些具體問題談談幾種測量儀器的正確讀數。

關鍵詞：物理實驗 儀器示數 讀數

1. 毫米刻度尺的讀數

一般實驗室、學生所用的都是毫米刻度尺，即最小刻度精確到毫米，毫米以下的是估計值。

例1、圖1所示，被測量物體的長度是?搖?搖?搖?搖?搖?搖mm。

解析：刻度尺的最小刻度為毫米，由圖示可知，測量的整數部分為62 mm，估讀值為0.5 mm，則得到被測物體的長度為62+0.5=62.5(mm)。

這里測量值62.5mm中的可靠數字是6和2，而5是刻度尺的最小刻度內的分數部分，是一個估計值，因此把它看作一個可疑數字。在實驗中每一個測量值都包含若干個可靠數字和可疑數字。如果在可疑數字后面再寫一些數字，就沒有意義了。例如，把上面的讀數寫成62.50mm或62.54mm就不符合要求了。

2. 游標卡尺的正確讀數

例2、待測電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標為50分度的卡尺測量其長度為與直徑，結果分別如圖2、圖3所示。由圖可知其長度為0.800cm，直徑為0.194cm。（2003年全國高考題）

解析：用游標卡尺測量長度時，毫米的整數值由主尺上讀出，五十分之幾（或二十分之幾、十分之幾）毫米從游標上讀出，看游標的第幾條刻度線與主尺上的某一刻度線重合，就用該數值乘以五十分之一（或二十分之一、十分之一），然后將主尺上的數值與游標上的數值相加，就得到測量值。

從放大的圖象看圖2的讀數，游標上的零刻度線剛好與主尺上的8mm刻度線對齊，而要求填的是單位是cm，則應當為0.8cm，但該游標卡尺的精確度是0.02mm，也就是要精確到cm的千分位，所以，正確的讀書應該是0.800cm。

從放大的圖象看圖3的讀數，游標上的零刻度線過了1mm刻度線，而要求填的是單位是cm，則應當為0.1cm，游標卡尺的第47刻度線與主尺上的刻度線對齊，其讀數為47×0.02=0.94mm=0.094cm，所以，正確的讀書應該是0.194cm。

注意：①在讀數時一定要以毫米作為單位，以免出現錯誤。如圖2主尺上的讀數為8毫米，游標上的讀數是零，則零件的長度為8.00 mm，可是在填空題目后面的單位是厘米，所以該空應該填0.800 cm。②在使用游標卡尺時不需要估讀更小的數值，如果是十分游標卡尺，在分刻度線后不能再估讀。因為每一種游標卡尺的制造公差都不小于它的最小分刻度值。③對于存在零誤差的游標卡尺，當兩腳并攏，游標上的零刻度線位于主尺的零刻度線右側或左側時，可將誤差分別記作“+”或“-”，每次測量后都要測量值中減去零誤差。

3. 螺旋測微器的讀數

例3、如圖4給出的是用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數如圖所示，此示數為8.116mm。（5分，在±0.002范圍內都給5分，2005年高考題）

解答：螺旋測微器的讀數方法是：先從固定刻度尺上讀出半毫米以上的長度，找出可動刻度上的第幾條刻度線與固定刻度尺的水平橫線重合，從而讀出半毫米以下的長度，然后再估讀一位數字，最后將兩次的讀數相加，就是所要測量的正確讀數，本題的正確讀數應該是8.116mm。

注意：①用螺旋測微器測量長度時，可以總結為公式：I=I₁＋I₂±I₀進行讀數，I為被測物體的長度；I₁是在固定刻度尺上讀出的半毫米以上的長度；I₂是在可動刻度尺上讀出的長度；I₀是零點誤差。②讀數時一定要注意，固定刻度尺上表示半毫米的刻度線是否已經露出來。③用螺旋測微器可以精確到0.01毫米，在讀數時應該讀到最小刻度后再估讀一位。如本題如果填讀數為8.11mm，是不正確的，后面的估讀不很準確都不是很要緊，一般出題時給了一個誤差范圍，本題的誤差范圍是±0.002mm。

4. 電流表和電壓表的讀數

例4、如圖5和圖6所示，若電流表是用的“0～0.6A”檔，電壓表是用的“0～15V”檔，試讀出各表指針所指的示數。

解答：電流表的量程是：“0～0.6A”檔，表頭刻度盤的最小分刻度為0.02安/格，則讀得電流表的示數為：I=0.4A+5×0.02A=0.50A；電壓表的量程是：“0～3V”檔，表頭刻度盤的最小分刻度為0.02伏/格，則讀得電流表的示數為：U=8×0.5V=4.0V。

注意：①電流表和電壓表使用不同的量程時，每大格與每小格所表示的數值是不同的，在讀數時要注意。有的學生將圖5的示數讀為“0.45A”，這就是對每小格的示數不清而產生誤讀。

②估讀數位的確定，電流表“0～0.6A”檔的最小分度為0.02安，在讀取數據時，能準確到0.02安。示數的可能誤差在百分位上，讀數時估讀的數值為百分位。圖5中正確的讀數為2.50A，讀成2.5A或2.500A都是不符合要求的。電壓表“0～15V”檔的最小分度為0.5V，在讀取數據時，能準確到0.5V。示數的可能誤差在百分位上，讀數時估讀的數值為百分位。圖6中正確的讀數為4.0V，讀成4V或4.00 V都是不符合要求的。

5. 歐姆表的讀數

歐姆表的刻度特點是：零刻度在表盤的右端，刻度是不均勻的，它有多個檔次，因此在讀數前要看清楚是用的哪個檔進行的測量，再用讀數乘以對應檔次的倍數。另外，在指針指在表盤中間部位的讀數較接近真實值。

例5、如圖7和圖8所示，分別是用“×100”和“×10”檔進行測量的，兩個表盤的讀數分別是______Ω和______Ω，則該待測電阻的阻值是______Ω。