Лабораторна робота з теми "Ознайомлення з вимірювальними приладами. Визначення ціни поділки шкали" вимірювального приладу.

Лабораторна робота №1.

Тема. Ознайомлення з вимірювальними приладами. Визначення ціни поділки шкали          вимірювального приладу.

Мета: вивчити найпростіші вимірювальні прилади; навчитися визначати межі            вимірювання та ціну поділки шкал вимірювальних приладів. Теоретичні відомості.

1.     Ціна поділки шкали вимірювального приладу: С_ ^X_m^m_n^Xn .

2.     Похибка вимірювання шкали: ∆С^С .

2

Обладнання: лінійка; мензурка; термометр, годинник, секундомір, амперметр, вольтметр, таблиці з зображеннями деяких вимірювальних приладів. Хід роботи.

1. Ознайомтеся з зовнішнім виглядом, призначенням та шкалами пропонованих вимірювальних приладів.

2.Результати вивчення (назва приладу; фізична величина, яку він вимірює; одиниці вимірювання; межі вимірювання;ціна поділки шкали; похибка вимірювання шкали) трьох з вивчених вимірювальних приладів занесіть до таблиці (за вказівкою вчителя):

3. Розрахунки.

Аналіз експерименту та його результатів. 

Проаналізуйте результати своєї роботи, усно відповівши на контрольні запитання:

1.        Що ви сьогодні вивчили?

2.        Чому ви сьогодні навчилися?

3.        Як можна визначити ціну поділки вимірювального приладу?

4.        Які результати одержали?

5.        Які бувають шкали?

6.        Чи відповідають отримані результати дійсності?

7.        У якому випадку вимірювання будуть точнішими: якщо ціна поділки

більша чи якщо вона менша?

8.        Де вам можуть стати в пригоді навички, яких набуто під час

виконання роботи?

Після того як ви проаналізували результати експерименту, вам треба буде зробити висновок, основою якого й будуть відповіді на попередні запитання у вигляді єдиного зв’язного тексту.

4. Висновок.

Уважно прочитайте зразок висновку, адже ви маєте робити його самостійно:

Під час виконання лабораторної роботи, ми познайомилися з такими

вимірювальними приладами як       ______,______та________,     з’ясували,   що     для визначення ціни поділки шкали будь-якого вимірювального приладу необхідно… ___________________ і що шкали бувають ________ та ______. 

Ми визначили ціну поділки шкали лінійки: С_л=.?.; (прилад): С =.?.;(прилад): С =.?.. Результат вимірювання буде точнішим у випадку коли ціна поділки вимірювального приладу буде _______. 

Уміння і навички, набуті під час виконання роботи,мені стануть у пригоді для того, щоб ______. Додаткові завдання:

1.Накресліть шкалу лінійки з ціною поділки 2мм (2,5мм; 2см).

2.Зніміть покази трьох вимірювальних приладів, зображених на таблицях Завдання 5 (за вказівкою вчителя).

3.Дайте відповіді на запитання:

а) Чи може значення оцифрованої відмітки шкали бути менше ціни поділки шкали? Чому?

б) Чи може ціна поділки мензурки бути рівній ціні поділки лінійки? Чому?

в) Чому не всі відмітки шкали роблять оцифрованими?

г) Чи існують прилади, що дозволяють виміряти фізичну величину без

похибок?

Доданки.

І. Підготовка до виконання роботи.

Завдання 1. Повторіть правила для учнів і вивчіть вимоги техніки безпеки при виконанні цієї роботи:

1.                 Зверніть увагу на розташування вимірювальних приладів на робочому столі, не допускайте їх зіткнення, падіння та іншого механічного впливу на них.

2.                 Особливо обережно користуйтеся приладами, будова яких має скляні елементи: у випадку їх механічного пошкодження - забороняється збирати скалки скла голіруч.

3.                 Користуйтеся мензурками, які мають гладкі краї без тріщин і подряпин.

4.                 Будьте надзвичайно пильними та акуратними при користуванні термометрами: до моменту безпосереднього користування ними та після цього зберігайте їх у захисних чохлах; про випадок їх механічного пошкодження – негайно повідомте вчителю.

5.                 Виконуйте правила вимірювання відповідними вимірювальними приладами. Завдання 2. Дайте відповіді на питання:

1.     Чи правильно прикладена лінійка до зошита для вимірювання його довжини у випадках а, б, в, г? Де та які помилки допущені? Як правильно зробити відлік довжини зошита у випадку б?

2.     У якому випадку вимірювання об'єму рідини за допомогою мензурки виконують правильно? Які помилки допущені в інших випадках?

Завдання 3. З’ясуйте,що потрібно знати про вимірювальний прилад.

1.                 Назву.

2.                 Яку фізичну величину він виміряє і в яких одиницях.

3.                 Ціну поділки шкали.

4.                 Нижню і верхню межі вимірювань, тобто максимальну і мінімальну величини, які можна виміряти за допомогою цього приладу.

5.                 Абсолютну похибку.

6.                 Тип шкали: рівномірна або нерівномірна.

7.                 Особливості цього приладу, правила користування ним і техніку безпеки.

Завдання 4. Розгляньте зображену на малюнку 1 учнівську лінійку і частину її збільшеного зображення (мал. 2). Прочитайте короткі теоретичні відомості, розберіться і запам'ятайте основні поняття (шкала, відмітка шкали, поділки шкали, ціна поділки шкали, межі вимірювання, абсолютна похибка), які зустрінуться в лабораторній роботі 2.

Мал. 1

Мал.2 Шкала лінійки - це частина лінійки з відмітками (штрихами).

Відмітка шкали - це знак (штрих), відповідний деякому значенню величини, що виміряються. Відмітки шкали можуть бути оцифрованими. В нашому випадку (мал. 1) оцифрованими є відмітки, відповідні цифрам 1,2,3,4,5,6,7,8 і 9. Що відповідає величинам, які виміряються, в 1 см, 2 см, 3 см, 4 см, 5 см, 6 см, 7 см, 8 см і 9 см. Відмітки, для зручності вимірювань, можуть бути різної довжини.

Поділка шкали - це проміжок між двома сусідніми відмітками на шкалі. Так на мал. 2 між сусідніми оцифрованими відмітками 4 і 5 знаходиться 9 відміток (якщо не рахувати оцифровані відмітки), але десять поділок.

Ціна поділки шкали - різниця значення величин, відповідна двом сусіднім відміткам шкали.

Визначається ціна поділки шкали (С) відношенням різниці між двома сусідніми оцифрованими відмітками до числа розподілів між ними:

С XmmnXn .

Якщо шкала рівномірна, то для обчислення ціни поділки можна брати будь-які сусідні оцифровані відмітки. В нашому випадку за сусідні оцифровані відмітки візьмемо відмітки 4 і 5. Тоді більше значення X_m відповідатиме значенню 5 см, тобто

X_m  5см, а менше значення дорівнюватиме X_n  4см. Число поділок між ними N=m – n =10. Отже

C 5см104см  0,1см1мм. Рівномірними вважаються шкали, у яких ціна поділки протягом всієї шкали однакова.

Межі вимірювання або границі вимірювання - це найбільші і найменші значення діапазону вимірювання. В нашому прикладі (мал.1) нижньою межею вимірювання (НМ) є 0 см, а верхньої (ВМ) - 10 см. Як видно з малюнка, ці відмітки, відповідні НМ і ВМ можуть бути і не оцифровані.

Абсолютна похибка (∆C) — це на скільки ми можемо помилитися при вимірюванні довжини за допомогою цієї лінійки. Вважається, що наша помилка не повинна перевищувати половини ціни поділки шкали приладу:   С

∆С .

2

В нашому випадку:  ∆С ^1мм₂  0,5мм..

Завдання 5. Ознайомитись з будовою найпростіших вимірювальних приладів:

динамометрів (приладу для вимірювання сили) - рис. 1,2,13; амперметрів (приладу для вимірювання сили струму) – рис.8,9,14; вольтметрів (приладу для вимірювання напруги) - рис.6,11,12: годинника - рис.3, рулетки - рис.4; термометра - рис.5, мензурки - рис.7; манометра навчального (приладу для вимірювання тиску) -рис.10.; барометра-анероїда (приладу для вимірювання атмосферного тиску) -рис.15.

Уважно розгляньте вимірювальний прилад. Яка його назва і будова? Для вимірювання якої фізичної величини він призначений? В яких одиницях проводиться вимірювання даним приладом?