Vernier (instrument)

Liniar vernier cincizeci dintr-un etrier vernier, măsura indicată este de 3,58 mm.

Vernier original.

Vernierul este un dispozitiv echipat cu o scară gradată care este utilizată pentru a evalua fracțiile unității de măsură.

Își datorează numele matematicianului și geografului portughez Pedro Nunes , latinizat în Nonĭus, care l-a inventat în 1542 . Mai este numit verniero după matematicianul francez Pierre Vernier care în 1631 a perfecționat ideea originală a lui Pedro Nunes. Potrivit unei alte teorii, numele derivă din latinescul nonus , întrucât a noua zecimală avea inițial o scară de nouă rânduri de credință .

Vernierul conceput de Pedro Nunes a avut puțină difuzie și a fost în curând înlocuit cu vernierul lui Pierre Vernier. Cei doi termeni sunt acum considerați sinonimi. Poate fi liniar sau arcuit. Este foarte frecvent pe etriere , micrometre , sextante , telescoape și, în general, pe orice instrument la scară gradată atunci când este necesară o precizie bună a citirii. De obicei, unitățile de măsură pentru lungimi sunt centimetre și milimetre în sistemul metric și inch în sistemul imperial , pentru unghiuri gradul sau ora .

Principiul de funcționare

Figura 1 Dimensionarea unui vernier liniar zecimal: L: lățimea scalei secundare, a: lățimea diviziunilor scalei principale, a ': lățimea diviziunilor scalei secundare

Se compune dintr-un glisor mobil care alunecă de-a lungul scalei principale gradate, pe care este gravată o a doua scară gradată cu o lățime totală egală cu o fracțiune din cea principală. Fie 1 / n valoarea minimă care trebuie discernită pe vernier în raport cu subdiviziunile principale (1/10 în figura 1) și p baza numerică a scării secundare (10 în figura 1), scara secundară va fi la fel ca lat ca n-1 diviziuni ale celei principale (L în figura 1) și compus din n diviziuni la fel distanțate și largi (n-1) / n (a 'în figura 1), va fi gradat de la 0 la p ; vernierul va fi numit n-simal (deci zecimal în figura 1). Deci, dacă cea mai mică valoare pe care doriți să o citiți pe vernier este 1/10 din separarea ghidului scalei principale, atunci vernierul se numește zecimal , dacă este 1/20 se numește douăzecea , dacă este 1/100 se numește centesimal și etc; această valoare indică precizia realizabilă de dispozitiv și este tipărită în formă numerică pe glisor (de exemplu, 0,02 mm pentru un cincizeci de vernier care funcționează în milimetri). Gradarea gravată pe scara secundară, indiferent de numărul de linii din care este compusă, este aproape întotdeauna numerotată de la 0 la 10, adică p este aproape întotdeauna 10, deoarece sistemul internațional de măsurare este zecimal, prin urmare, indiferent de precizia care poate măsura este întotdeauna exprimată conform sistemului zecimal, deoarece calculul este mai ușor: de exemplu, obișnuim să spunem 1,5 zecimi în loc de 3 douăzeci. În sistemul imperial englezesc, care nu este o zecimală, scara secundară este de obicei numerotată de la 0 la 8. Consultați secțiunea Utilizare pentru un exemplu de vernier cu o scară secundară în douăzeci, apoi numerotat de la 0 la 20.

Citirea valorează apoi k + x / p , unde k este valoarea implicită citită pe scala principală, x cea citită pe scala secundară, p capătul superior al numerotării scalei secundare (de obicei 10).

Diagrama unui calibru deschis de 17,4 mm

Ca o consecință a acestui fapt, în scara secundară a unui vernier zecimal în milimetri, liniile ghidului sunt separate de nouă zecimi de milimetru; dacă prima este perfect aliniată cu una din scara principală, atunci următoarea aliniație perfectă va fi la ultima și toate cele intermediare vor fi aliniate greșit cu un multiplu de o zecime de milimetru.

Un exemplu tipic de instrument cu un vernier este etrierul al 20-lea vernier: are un al XX-lea vernier și scara principală este gradată în milimetri, secundara este gradată de la 0 la 20; cea mai bună lectură este aproximată la douăzeci de milimetru. Calibrele engleze, pe de altă parte, au scara principală gradată în inci, iar cea secundară de la 0 la 8.

Utilizare

Măsurați o matriță cu etrierul vernier și vernier, citirea este de 2,47 cm

Figura 2 zecimal Vernier indicând o măsură de 4,74

Figura 3 Nonius liniar cu scara secundară a douăzecea, nu foarte ușor de utilizat; citirea este de ~ 2.265cm (2.2 + ~ 13/20 din 1/10)

Partea principală este citită ca de obicei pe scara principală, folosind prima linie directoare a scării secundare ca index, de obicei indicată cu 0 (A în figura 2). Partea fracționată este citită în schimb pe scara secundară folosind ca index linia directoare a scării principale care este exact aliniată cu una din secundare (B în figura 2). Adesea, unitatea de măsură tipărită pe scara principală este un multiplu al celei utilizate în subdiviziuni, de exemplu centimetri când scara este de fapt împărțită în milimetri; în aceste cazuri, înainte de a adăuga partea principală la cea secundară, va fi necesar să treceți în unități omogene, de exemplu ambele în milimetri.

Să observăm exemplul din figura 2, amintindu-ne că citirea este k + x / p unde k este valoarea implicită citită pe scara principală, x cea citită pe scara secundară, p extremă superioară a numerotării scării secundare (de obicei 10). Primul ghid, numit A, indică o valoare cuprinsă între 4,7 și 4,8 ștampilate pe scara principală, deci partea principală a măsurătorii este 4,7; apoi observăm că linia directoare a scalei secundare cel mai bine aliniată cu oricare dintre scara principală, numită B, este cea care corespunde valorii 4 a scalei secundare. Aceasta înseamnă că partea secundară a măsurii este 4/10 (vernierul din exemplu nu poartă numerotarea scării secundare, dar se poate presupune în mod rezonabil că baza sa p este 10) a amplitudinii gradării principale, adică 4/10 din 1/10 deoarece scara principală apare împărțită în zecimi din unitatea de măsură tipărită; trecând în unități omogene la cele ștampilate, partea secundară este deci 0,04. Valoarea exactă a măsurii este apoi 4,74 (obținută de la 4,7 + 0,04).

Exemplul din figura 3 este mai complex. În acest vernier, baza numerică p a scării secundare este 20, deoarece extremitatea sa superioară este 20. Măsura nu este foarte ușoară, deoarece nu este o zecimală. Partea principală a măsurătorii este de 2,2 centimetri, partea secundară este de 13/20 (baza 20 a scalei secundare) a unui milimetru, deci măsurarea este de aproximativ 2,265 centimetri, obținută prin adăugarea a 2,2 centimetri + 13/20 de un milimetru ( în unități omogene 2,2 cm + 0,065 cm). Termenul aproximativ este o necesitate, deoarece acest vernier nu este centesimal, astfel încât măsurarea nu poate atinge precizia de o sutime de milimetru.