오차론 및 길이의 측정

오차론 및 길이의 측정

1. 실험목적

버니어 캘리퍼스 및 마이크로미터에 대한 사용방법을 숙지하고, 주어진 물체에 대해 길이 및 내외경을 정확히 측정한 후, 유효숫자와 오차론을 이용하여 측정결과를 분석한다.

2. 이론

1) 버니어 캘리퍼스

- 물체의 길이를 측정할 때 사용하는 보통의 미터자는 물체의 양끝과 자의 눈금이 일치하는 경우는 드물며, 대개는 눈금 사이에 물체의 끝이 놓이므로 눈짐작으로 자의 최소 눈금이 1/10까지 읽는다. 하지만, 개인차가 크고 부정확한 값을 얻게 된다.
그래서, 정확한 측정을 위해서는 부척을 사용하는 것이 좋다. 부척(아들자)은 주척(어미자) 위에서 접하여 움직일 수 있으며, 주척의 눈금 n±1개를 n등분하여 부척의 눈금으로 삼는다. 따라서, 부척의 한 눈금은 주척의 최소 눈금 간격 d의1/n만큼 크거나 작게 새겨지며, d/n의 정밀도로 길이를 측정할 수 있다. 주척의 n-1눈금을 n등분한 부척을 앞보기 부척, n+1눈금을 n등분한 부척을 뒷보기 부척이라 한다.
제품화된 버니어 캘리퍼스의 대분이 앞보기 부척이다. 앞보기 부척의 한눈금의 길이가 {(n-1)d}/n으로 되므로 주척과 부척의 눈금 차이는
d-(n-1)d/n = d/n

가 된다.

주척의 최소 눈금 19개를 20등분한 눈금을 갖는 부척이 달린 캘리퍼스는 부척의 d눈금이 주척의 어떤 눈금과 일치한다면 측정값은 부척의 0눈금이 가리키는 주척의 눈금 값에 α/20을 더하여 읽으면 된다.
`버니어 캘리퍼스의 조작과 예`
`버니어 캘리퍼스 조작법`
2)마이크로미터
- 나사가 한 바퀴 돌면 한 피치(Pitch) 진행하는 것을 이용하여 1/100mm 또는 1/1000mm까지 측정할 수 있도록 고안한 자이다. 여기에는 …