空气密度与气体普适常数测量实验的误差分析

3.8 空气密度与气体普适常数测量

实验目的

1. 学习真空泵的工作原理，用抽真空法测量环境空气的密度，并换算成干燥空气在标准状态下（0℃、1标准大气压）的数值，与标准状态下的理论值比较。

2. 从理想气体状态方程出发，推导出变压强下气体普适常数的表达式，利用逐次降压的方法测出气体压强pi与总质量mi的关系并作图，由直线拟合求得气体普适常数R，与理论值比较。

仪器用具

FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪、电子物理天平、水银温度计。

实验装置

图3.8-1 FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪

仪器装置如图3.8-1所示， FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪主要由XZ-1型旋片式真空泵、真空表、真空阀门、真空管、比重瓶等组成。

实验原理

1. 真空

气压低于一个大气压(约10Pa)的空间，统称为真空。其中，按气压的高低，通常又可分为粗真空(10空(10?655~10Pa)、低真空(10-1233~10-1Pa)、高真空(10?1~10-6Pa)、超高真

~10-12Pa)和极高真空(低于10Pa)五部分。其中在物理实验和研究工作中经常

用到的是低真空、高真空和超高真空三部分。

用以获得真空的装置统称真空系统。获得

3.8 空气密度与气体普适常数测量

实验目的

1. 学习真空泵的工作原理，用抽真空法测量环境空气的密度，并换算成干燥空气在标准状态下（0℃、1标准大气压）的数值，与标准状态下的理论值比较。

2. 从理想气体状态方程出发，推导出变压强下气体普适常数的表达式，利用逐次降压的方法测出气体压强pi与总质量mi的关系并作图，由直线拟合求得气体普适常数R，与理论值比较。

仪器用具

FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪、电子物理天平、水银温度计。

实验装置

图3.8-1 FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪

仪器装置如图3.8-1所示， FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪主要由XZ-1型旋片式真空泵、真空表、真空阀门、真空管、比重瓶等组成。

实验原理

1. 真空

气压低于一个大气压(约10Pa)的空间，统称为真空。其中，按气压的高低，通常又可分为粗真空(10空(10?655~10Pa)、低真空(10-1233~10-1Pa)、高真空(10?1~10-6Pa)、超高真

~10-12Pa)和极高真空(低于10Pa)五部分。其中在物理实验和研究工作中经常

用到的是低真空、高真空和超高真空三部分。

用以获得真空的装置统称真空系统。获得

3.8 空气密度与气体普适常数测量

实验目的

1. 学习真空泵的工作原理，用抽真空法测量环境空气的密度，并换算成干燥空气在标准状态下（0℃、1标准大气压）的数值，与标准状态下的理论值比较。

2. 从理想气体状态方程出发，推导出变压强下气体普适常数的表达式，利用逐次降压的方法测出气体压强pi与总质量mi的关系并作图，由直线拟合求得气体普适常数R，与理论值比较。

仪器用具

FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪、电子物理天平、水银温度计。

实验装置

图3.8-1 FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪

仪器装置如图3.8-1所示， FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪主要由XZ-1型旋片式真空泵、真空表、真空阀门、真空管、比重瓶等组成。

实验原理

1. 真空

气压低于一个大气压(约10Pa)的空间，统称为真空。其中，按气压的高低，通常又可分为粗真空(10空(10?655~10Pa)、低真空(10-1233~10-1Pa)、高真空(10?1~10-6Pa)、超高真

~10-12Pa)和极高真空(低于10Pa)五部分。其中在物理实验和研究工作中经常

用到的是低真空、高真空和超高真空三部分。

用以获得真空的装置统称真空系统。获得

3.8 空气密度与气体普适常数测量

实验目的

1. 学习真空泵的工作原理，用抽真空法测量环境空气的密度，并换算成干燥空气在标准状态下（0℃、1标准大气压）的数值，与标准状态下的理论值比较。

2. 从理想气体状态方程出发，推导出变压强下气体普适常数的表达式，利用逐次降压的方法测出气体压强pi与总质量mi的关系并作图，由直线拟合求得气体普适常数R，与理论值比较。

仪器用具

FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪、电子物理天平、水银温度计。

实验装置

图3.8-1 FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪

仪器装置如图3.8-1所示， FD-UGC-A型空气密度与气体普适常数测量仪主要由XZ-1型旋片式真空泵、真空表、真空阀门、真空管、比重瓶等组成。

实验原理

1. 真空

气压低于一个大气压(约10Pa)的空间，统称为真空。其中，按气压的高低，通常又可分为粗真空(10空(10?655~10Pa)、低真空(10-1233~10-1Pa)、高真空(10?1~10-6Pa)、超高真

~10-12Pa)和极高真空(低于10Pa)五部分。其中在物理实验和研究工作中经常

用到的是低真空、高真空和超高真空三部分。

用以获得真空的装置统称真空系统。获得

目录

摘 要 ........................................................................................................................... 2 一、绪论 ....................................................................................................................... 3 二、测量误差的基本原理 ........................................................................................... 4

2.1、研究误差的目的 ..................................................................................................................... 4 2.2、测量误差的表示方法 ................

红外线气体分析仪

测量原理、误差分析及故障处理

张根生

中国石化股份公司安庆分公司电仪部（246001）

摘要：全面阐述了红外线分析仪的测量原理、结构类型和特点，结合生产装置实际应用，详

细分析了仪器误差产生的原因、维护要点和故障处理方法。

一、概述

红外线是电磁波谱中的一段，介于可见光区和微波区之间，红外线的波长大于可见光线，其波长为0.75～1000µm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50µm之间；中红外线，波长为1.50～6.0µm之间；远红外线，波长为6.0～l000µm 之间。

当它通过介质时，能被某些分子和原子所吸收，吸收的波带取决于分子和原子的结构。在整个电磁波谱中红外波段的热功率最大，红外辐射主要是热辐射，在红外线分析仪中，使用的波长范围通常在1~16µm之内。

由于各种物质的分子本身都有一个特定的振动和转动频率，只有在红外线光谱的频率与分子本身的特有频率一致时，这种分子才能吸收红外光谱辐射能，该红外辐射的波长称为该种分子的特征吸收波长。（其实所谓特征吸收波长就是指特征吸收峰处的波长。）

下图为部分常见气体的红外吸收光谱图：

从图中可以看出，所有碳氢化合物对波长大约为3.4&#

课前问答：

1. 使用量筒时需要注意什么?量筒以什么单位标度？

2. 不规则的小固体怎么测量体积?液体又如何测量体积？

3. 测量一个物体的密度，需要知道哪些条件？

4. 密度的单位是什么？

5.1g/cm3和1kg/m3比较，那个比较大？

6.仰视或俯视读数时会对量筒测量的体积造成怎样的误差？

7.热胀冷缩会造成物质的密度如何变化？

教学内容： 知识点一：

测量固体的密度

固体的体积：规则的物体，运用几何知识可以算出来。测量工具是_________ 1.不规则小石块密度的测量。

(1)调节___________，称出____________； (2)选择合适量筒，将小石块用细线绑住，往量筒倒人适量水，_____________，然后小心将小石块浸入量筒中的水中(全部浸没)，_______________； (3)计算ρ石＝

m

V

2 V1

2.盐水密度的测量。

(1)先用天平称出______________；

(2)将盐水倒一部分到量筒中，________________； (3)称出____________________；

(4)计算ρ盐水=m1 m2

V

。

1． 可以用天平测量。长方体形状的物体，可以测出它的 ，

互换性与测量技术基础

——位置误差测量实验

一、实验目的

1、培养学生的创新精神、创新能力、创造思维；

2、熟悉零件有关位置误差的含义和基准的体现方法；

3、掌握有关通用量仪的使用方法。

二、实验用量具

齿轮跳动检查仪、平板、千分表、百分表、磁性千分表架、V型

块、直角尺、钢板尺等。

三、实验内容说明及实验原理

1、垂直度误差测量

Ø42H7孔轴线对Ø30H7孔轴线以及对侧面B的垂直度要求如图

1.

（1）Ø42H7孔轴线对Ø30H7孔轴线的垂直度误差测量如图2。将

工件放置在平板上，将测量表架安装在基准孔心轴上部，在距离为

L2两端用千分表测得读数为M1、M2，则该零件轴线对轴线的垂直

度误差为

f⊥= L1|M1-M2| L2

（2）Ø42H7孔轴线对侧面B的垂直度误差测量如图3。以零件顶

面为支撑面，放在三个千斤顶上。再用一直角尺，使其一面在平板上，

另一面与基准面靠拢，同时调节千斤顶使其与基准面贴合为止，这说

明基准面与平板垂直。然后用千分表分别测出L2长度两端读数M1、

M2，则该零件轴线对侧面的垂直度误差为

f⊥= L1|M1-M2| L2

根据以上测量结果，判断两项垂直度要求是否合格。

图1

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海拔高度与大气密度和温度间的换算关系

1、根据大气压力和空气密度计算公式，以及空气湿度经验公式，可得出大气压、空气密度、湿度与海拔高度的关系。

注：标准状态下大气压力为1，相对空气密度为1，绝对湿度为

11 g/m 3。

从表中可以看出，海拔高度每升高1000 m ，相对大气压力大约降低12%，空气密度降低约10%，绝对湿度随海拔高度的升高而降低。

绝对湿度是指每单位容积的气体所含水分的重量，用mg/L 或g/m 3表示；相对湿度是指绝对湿度与该温度饱和状态水蒸气含量之比用百分数表达。

2、空气温度与海拔高度的关系

在无热源、无遮护的情况下，空气温度随海拔高度的增高而降低。一般研究所采集的温度与海拔高度的关系：

从表中可以看出：空气温度在一般情况下，海拔高度每升高1000 m ，最高温度会降低5 ℃，平均温度也会降低5 ℃。

大气密度（atmospheric density ） 单位容积的大气质量。

空气密度在标准状况（0℃（273k ），101KPa ）下为·L-1。

空气的密度大小与气温等因素有关，我们一般采用的空气密度是指在0摄氏度、绝对标准指标下，密度为千克每立方米m3).

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学科分类号（二级）140.35

本科学生毕业论文（设计）

题 目地磁场水平分量测量实验的误差

分析

姓 名 薛强德

学 号 054090119 院、 系 物理与电子信息学院 专 业 物理学 指导教师 刘燕 职称（学历） 副教授

地磁场水平分量测量实验的误差分析

摘要：研究了地磁场水平分量的实验误差来源及减小误差的方法。在实验中，将测量电流所用的磁电式电流表改为数字多用表，并对正切电流计进行了电磁屏蔽。整个实验分为四部分进行，主要针对周边及空间电磁影响进行分析，所得地磁场水平分量实验值更加贴近理论值，并对实验做了误差分析。

关键词：地磁场；测量；电磁屏蔽；误差分析

我国宋代科学家沈括（1031—1095）在公元1086年写的《梦溪笔谈》中，最早记载了地磁偏角，“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。沈括是历史上第一个从理论高度来研究磁偏现象的人。提出较系统的原始理论的是英国人吉尔伯特。他在1600年