Измерительные приборы играют важную роль в науке, производстве и повседневной жизни. От точности измерений зависит качество продукции, безопасность конструкций и успех научных экспериментов. Умение правильно считывать показания приборов - обязательный навык инженера, рабочего и ученого.
1. Что такое цена деления шкалы
Цена деления шкалы - это величина, на которую изменяется показание прибора при переходе от одной риски шкалы к другой. Иными словами, это минимальный шаг измерения, который может зафиксировать данный прибор.
Знание цены деления важно по нескольким причинам:
- Позволяет правильно считывать показания прибора
- Необходимо для оценки погрешности измерений
- Влияет на выбор оптимального прибора для конкретной задачи
Цена деления встречается у всех приборов со шкалой. Рассмотрим несколько примеров:
- Линейка - 1 мм или 0.5 мм
- Амперметр - 0.2 А, 2 А и т.д.
- Мензурка - 5 мл, 10 мл
Чем меньше цена деления, тем выше точность отсчета по шкале. Однако слишком малая цена деления не имеет смысла, если общая погрешность прибора выше.
2. Как рассчитать цену деления шкалы
Цена деления шкалы обозначается буквой С. Для ее расчета используется следующая формула:
C = (S2 - S1) / N
Где:
- S1 и S2 - значения шкалы в любых двух соседних точках (делениях)
- N - количество делений между этими точками
Таким образом, чтобы найти цену деления, нужно:
- На шкале прибора выбрать любые две соседние отметки со значениями S1 и S2
- Посчитать количество делений N между ними
- Вычислить разность этих значений |S2 - S1|
- Разделить разность на количество делений N
Рассмотрим конкретный пример для амперметра на рисунке:
- Берем две соседние отметки со значениями 0,2 А и 0 А
- Между ними находится 5 делений
- |S2 - S1| = |0,2 - 0| = 0,2 А
- Цена деления С = 0,2 А / 5 = 0,04 А
Итак, для данного амперметра цена деления равна 0,04 А.
При вычислении следует учитывать тип шкалы. Например, для логарифмических шкал используются особые формулы расчета.
Также важно правильно выбрать точки S1 и S2. Лучше брать хорошо видимые и однозначно идентифицируемые отметки.
3. Применение цены деления на практике
Зная цену деления конкретного прибора, можно грамотно считывать его показания и оценивать погрешность измерений.
Например, при измерении силы тока амперметром, описанным выше, мы точно знаем, что:
- Каждое деление соответствует 0,04 А
- За пределами цены деления погрешность будет не более ±0,02 А
Это позволяет при считывании показаний учитывать разряды после запятой и давать обоснованную оценку точности измерений.
5. Как найти цену деления, если шкала не видна?
Иногда маркировка на шкале прибора стирается или скрывается корпусом. Как тогда найти цену деления?
В таком случае можно воспользоваться следующими методами:
- По документации или маркировке на корпусе прибора
- Сравнив показания прибора с эталонным значением физической величины
- Прикладывая к шкале линейку и считывая расстояния между делениями
Однако точно определить цену деления без видимой шкалы сложно. Поэтому при выборе приборов следует отдавать предпочтение моделям с четкой маркировкой.
6. Как находить цену деления шкалы в школьных заданиях
Цена деления часто фигурирует в задачах по физике в школе и вузах. Главное в таких заданиях - находить цену деления шкалы по представленному рисунку измерительного прибора.
Алгоритм решения таких задач всегда одинаков:
- На шкале прибора выбрать две любые соседние отметки со значениями S1 и S2
- Посчитать количество делений между ними, N
- Найти разность значений: |S2 - S1|
- Разделить эту разность на число делений
Получившаяся величина и будет искомой ценой деления данного условного прибора.
