Mätinstrument och avläsning

En linjal ser enkel ut, men redan här kan det gå fel. Strecken på en vanlig linjal sitter en millimeter ifrån varandra, så det är den finaste skillnad du rimligen kan läsa av. Lägg linjalen tätt mot det du mäter och titta rakt ner på skalan, inte från sidan – annars drabbas du av parallaxfel, där strecket du läser av verkar flyttat därför att du ser det snett. Samma regel gäller termometern: håll ögat i höjd med vätskans yta och läs av där den slutar, inte högre eller lägre.

En kraftmätare visar hur stor en kraft är genom att en fjäder sträcks ut. Innan du hänger på något måste du nollställa den, så att visaren pekar på noll utan belastning – annars lägger instrumentet till samma fel vid varje avläsning. Läs sedan av lugnt och utan att dra snett, eftersom en skakande eller sidodragen fjäder ger ett missvisande värde.

Ett skjutmått mäter mycket noggrannare än en linjal, ofta till en tiondels millimeter. Det har två skalor: huvudskalan i hela millimeter och en glidande tilläggsskala, nonien, som du läser av separat. Du läser först hur många hela millimeter huvudskalan visar vid noniens nollstreck, och letar sedan efter det streck på nonien som ligger exakt mitt emot ett streck på huvudskalan – det ger decimalen. Övning gör att avläsningen går snabbt.

En multimeter mäter ström, spänning och resistans, och kräver att du väljer rätt inställning innan du kopplar in den. En amperemeter ska alltid kopplas in i serie, så att hela strömmen går genom instrumentet, medan en voltmeter alltid kopplas parallellt över det du mäter spänningen över. Oavsett instrument gäller samma grundregel: ju finare skalans upplösning är, desto noggrannare kan avläsningen bli, men aldrig bättre än det instrumentet faktiskt klarar av att visa.

Det här lär du dig

Läsa av linjal, termometer och kraftmätare utan parallaxfel
Läsa av ett skjutmått med hjälp av huvudskala och nonius
Koppla in en multimeter rätt för att mäta ström och spänning
Bedöma vilken noggrannhet ett instrument kan ge utifrån dess skala

Begrepp att kunna

parallaxfel: Ett avläsningsfel som uppstår när du ser på en skala snett istället för rakt framifrån, så att strecket eller vätskeytan verkar stå på ett annat värde än det verkliga.
skalans upplösning: Den minsta skillnad ett instrument kan visa, till exempel 1 mm för en linjal eller 0,1 mm för ett skjutmått. Finare än så kan du på sin höjd uppskatta, inte läsa av säkert.
nollställning: Att se till att ett instrument visar noll innan du börjar mäta, till exempel en kraftmätare utan belastning. Utan nollställning blir alla avläsningar förskjutna lika mycket.
nonius: Den lilla glidande extraskalan på ett skjutmått som gör att du kan läsa av decimaler av en millimeter genom att hitta det streck som möter ett streck på huvudskalan.
kraftmätare: Ett instrument, även kallat dynamometer, som visar hur stor en kraft är genom hur mycket en fjäder sträcks ut. Skalan är graderad i newton.

Vanliga svårigheter

Läser av skalan snett istället för rakt framifrån

Många tittar på en termometer eller en analog visare från den vinkel som råkar vara bekväm, vilket ger ett parallaxfel. Regeln är enkel: öga, märke och skala ska ligga på en rät linje. Böj dig ner eller lyft upp instrumentet tills du ser rakt på det du läser av.

Glömmer att nollställa kraftmätaren före mätning

Om visaren redan står på 2 N innan något hänger på fjädern, blir varje avläsning 2 N för hög. Felet syns inte förrän du jämför med ett känt värde, eftersom instrumentet i övrigt verkar fungera normalt. Nollställ alltid utan belastning innan du börjar.

Kopplar amperemeter och voltmeter fel i en krets

En amperemeter som kopplas parallellt mäter inte strömmen rätt och kan skadas, eftersom den är byggd för att ha väldigt lågt motstånd. En voltmeter som kopplas i serie stoppar istället nästan all ström i kretsen, eftersom den har mycket högt motstånd. Amperemeter hör i serie, voltmeter hör parallellt.

I verkligheten

En snickare mäter en bräda med en tumstock innan den sågas till

Om tumstocken läses av snett mot brädan kan ett parallaxfel på en eller två millimeter uppstå, vilket räcker för att brädan ska bli fel längd. Snickaren lägger tumstocken plant mot virket och läser av rakt ovanifrån för att undvika detta.

En elev kopplar en multimeter för att mäta strömmen genom en lampa, men kopplar den parallellt med lampan istället för i serie

Amperemetern har mycket litet motstånd och kortsluter då lampan: nästan all ström går genom instrumentet i stället för genom lampan, lampan slocknar och säkringen i multimetern kan gå. Rätt koppling – amperemetern i serie – är avgörande för att få ett värde som går att tolka.

Tips

Nollställ kraftmätare och vågar utan belastning innan varje mätserie, så att du inte bär med dig samma dolda fel genom hela försöket.
Håll alltid ögat i samma höjd som det streck eller den vätskeyta du läser av, för att undvika parallaxfel på linjal, termometer och analoga visare.
Välj instrument efter hur noggrann du behöver vara: använd ett skjutmått när en linjals millimeter inte räcker, men lita aldrig på fler decimaler än instrumentets upplösning faktiskt ger.

Testa dig själv

1. Du läser av ett skjutmått: huvudskalan visar 12 mm och strecket på nonien som möter huvudskalan motsvarar 0,35 mm. Vad är den uppmätta längden?

Längden är 12 mm + 0,35 mm = 12,35 mm. Huvudskalan ger de hela millimetrarna och nonien lägger till decimaldelen, så de två avläsningarna ska läggas ihop, inte läsas separat.

2. Varför ger en ej nollställd kraftmätare fel resultat även om du läser av den helt noggrant?

Felet sitter i instrumentet självt, inte i hur du läser av det. Om visaren redan pekar på 2 N utan belastning, kommer varje kraft du mäter att visas 2 N för hög, oavsett hur noggrant och rakt du läser av skalan. En perfekt avläsning av ett felställt instrument ger fortfarande ett felaktigt värde.

3. Vad händer med din avläsning om du läser av en termometer snett ovanifrån eller underifrån istället för rakt framifrån?

Vätskeytan verkar då ligga högre eller lägre än den faktiskt gör, beroende på om du tittar ovanifrån eller underifrån, vilket ger ett parallaxfel. Lösningen är att alltid hålla ögat i samma höjd som vätskeytan och se rakt på den.

Ur kursplanen

Fysik åk 4–6 · Fysiken i naturen och samhället
Krafter och rörelser som kan observeras och mätas i vardagssituationer.
Fysik åk 4–6 · Fysiken i naturen och samhället
Några instrument samt hur de används för att mäta fysikaliska storheter, till exempel temperatur och kraft.
Fysik åk 7–9 · Fysiken i naturen och samhället
Några instrument för att mäta fysikaliska storheter, till exempel kraft och ström. Användning av mätvärden i enkla beräkningar, till exempel beräkningar av densitet och hastighet.
Fysik åk 4–6 · Systematiska undersökningar och granskning av information
Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med ord, bilder och tabeller.
Fysik åk 7–9 · Systematiska undersökningar och granskning av information
Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Formulering av undersökningsbara frågor, planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med bilder, tabeller, diagram och rapporter.
Fysik nivå 1a1 · Fysiken i omvärlden
Laborationer och experiment. Insamling av data från observationer, mätningar och simuleringar. Formulering av frågeställningar samt planering, riskbedömning och utförande av systematiska undersökningar. Bearbetning av data, värdering av metod och resultat samt redovisning med olika uttrycksformer.
Fysik nivå 1a2 · Fysikens arbetsmetoder
Laborationer och experiment. Insamling av data från observationer, mätningar och simuleringar. Formulering av frågeställningar samt planering, riskbedömning och utförande av systematiska undersökningar. Bearbetning av data, värdering av metod och resultat samt redovisning med olika uttrycksformer.
Fysik nivå 1b · Fysikens arbetsmetoder
Laborationer och experiment. Insamling av data från observationer, mätningar och simuleringar. Formulering av frågeställningar samt planering, riskbedömning och utförande av systematiska undersökningar. Bearbetning av data, värdering av metod och resultat samt redovisning med olika uttrycksformer.
Fysik nivå 2 · Fysikens arbetsmetoder
Laborationer och experiment. Insamling av data från observationer, mätningar och simuleringar. Formulering av frågeställningar, samt planering, riskbedömning och utförande av systematiska undersökningar. Bearbetning av data, värdering av metod och resultat samt redovisning med olika uttrycksformer.
Fysik – fördjupning · Fysikens arbetsmetoder
Laborationer och experiment. Insamling av data från observationer, mätningar och simuleringar. Formulering av frågeställningar samt planering, riskbedömning och utförande av systematiska undersökningar. Bearbetning av data, beräkningar, matematisk modellering och redovisning med olika uttrycksformer. Värdering av metod och resultat, analys av felkällor och beräkning av mätfel.

Källa: Skolverket, centralt innehåll.

Leder vidare till

Labbrapport och variabler

Träna vidare – gratis

Det här ämnet har inga egna träningsuppgifter än. De här närliggande ämnena har lösta exempel och uppgifter som anpassar sig efter dig: