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大学物理实验-计时测量仪器及使用方法

时间:2023-10-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:计时仪器是物理实验中常用的一类测量时间的仪器。因此,在进行长时间测量前,应先拿标准钟与使用的秒表进行校准。若指针不指零,应记下零读数,等计时完毕后,再对读数进行修正。S1为秒表按钮,S2为功能变换按钮,S3为调整按钮,只要处于正常状态下就会显示基本的计时功能为“时”“分”“秒”。电子秒表的基本使用方法如下:在计时器显示的情况下,将按钮S2按住2s,即可出现秒表功能,如图2-13所示。这种方法主要用于单次测量。

大学物理实验-计时测量仪器及使用方法

SI制中,时间的基准单位是秒(s)。1967年第十三届国际计量大会确定“秒是(133Cs)原子基态的两个超精细能级跃迁所对应的辐射的9192631770个周期所持续的时间”。现代技术以使秒达到了10-14精确度。计时仪器是物理实验中常用的一类测量时间的仪器。常用的计时仪器有机械秒表电子秒表和电脑计时器等。

1.机械秒表

机械秒表简称秒表,由频率较低的机械振荡系统,锚式擒纵调速器,操纵秒针启动、制动和指针回零的控制机构(包括按钮),齿轮以及发条等机械零件组成。它分为单针式和双针式两种。单针式秒表只能测量一个过程所经历的时段,双针式秒表能分别测量两个同时开始不同时结束的过程所经历的时间。如图2-12所示的就是一种单针式秒表。

图2-12 机械秒表示意图

通用的秒表有两个针,一个长针为秒针,每转一圈是30s(也有60s、10s和3s的);另外一个短针为分针,每转一圈是15min或30min(即测量范围为0~15min或0~30min)。表面上的数字分别表示s和min的数值。

(1)机械秒表的测量误差

使用机械秒表测量所产生的误差可分为两种情况:

1)短时间的测量(几十秒内),其误差主要是开始和结束时按表的误差。

2)长时间的测量(1min以上),其误差主要是秒表走动快慢与标准时间对应的误差。对不同的秒表,误差程度有所不同。因此,在进行长时间测量前,应先拿标准钟与使用的秒表进行校准。

(2)使用机械秒表的注意事项

1)使用秒表前,先检查发条的松紧程度。若发条已经松弛,应旋动秒表上端的按钮,上紧发条,但不宜过紧。(www.xing528.com)

2)测量时按下按钮,指针开始运动;再按按钮,指针停止运动;再按一次按钮,指针便会回到零点位置。

3)使用秒表时应注意轻拿轻放,尽量避免振动与摇晃。若指针不指零,应记下零读数,等计时完毕后,再对读数进行修正。

2.电子秒表

电子秒表是一种较先进的电子计时器,目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准,采用6位液晶数字显示时间。电子秒表的使用功能比机械秒表要多,

电子秒表不仅能作为秒表显示分、秒,还能作为时钟显示时、日、月及星期,并且计时功能的精确度达1/100s。一般的电子秒表连续累计时间为59min59.99s,可读到1/100s,平均日差±0.5s。

如图2-13所示,电子秒表配有3个按钮。S1为秒表按钮,S2为功能变换按钮,S3为调整按钮,只要处于正常状态下就会显示基本的计时功能为“时”“分”“秒”。

电子秒表的基本使用方法如下:

在计时器显示的情况下,将按钮S2按住2s,即可出现秒表功能,如图2-13(a)所示。按一下按钮S1开始自动计秒,再按一下按钮S1停止计秒,显示出所计数据,如图2-13(b)所示。要使秒表复位只需按住S3两秒,即可恢复到图2-13(a)所示的状态。这种方法主要用于单次测量。

图2-13 电子秒表及其调节示意图

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