Войти
Шкалы штангенциркуля; главное вверху, нониус внизу. Он показывает 3,58 ± 0,02 мм, если прибавить 3,00 мм (левая красная метка) на фиксированной основной шкале к нониусу 0,58 мм (правая красная метка). Основное показание шкалы находится слева от нуля на нониусной шкале. Нониусное значение определяется путем нахождения наиболее выровненных линий между двумя шкалами. Гравировка 0,02 мм указывает на читаемость измерителя и является «константой нониуса» для этой шкалы. A шкала нониуса - это наглядное пособие для получения точных показаний измерения между двумя отметками деления на линейной шкале. масштабирование с использованием механической интерполяции ; тем самым увеличивая разрешающую способность и уменьшая неопределенность измерения за счет использования остроты зрения, чтобы уменьшить ошибку оценки человека.
Нониус - это вспомогательная шкала, заменяющая одиночный указатель измеренного значения, и имеющая, например, десять делений, равных по расстоянию девяти делениям на основной шкале. Интерполированное показание получается путем наблюдения, какая из градуировок нониусной шкалы совпадает с градуировкой на основной шкале, что легче воспринимать, чем визуальная оценка между двумя точками. Такое расположение может привести к более высокому разрешению за счет использования более высокого масштабного коэффициента, известного как константа верньера. Нониус может использоваться на круговых или прямых весах, где достаточно простого линейного механизма. Примеры: штангенциркуль и микрометры для измерения с точными допусками, на секстантах для навигации, на теодолиты в геодезии и в основном на научных инструментах. Принцип интерполяции Вернье также используется для электронных датчиков перемещения, таких как абсолютные энкодеры, для измерения линейного или вращательного движения в составе электронной измерительной системы.
Штангенциркуль без шкалы возник в древнем Китае еще во времена династии Цинь (9 г. н.э.). Вторичная шкала, обеспечивающая дополнительную точность, была изобретена в 1631 году французским математиком Пьером Вернье (1580–1637). Его использование было подробно описано на английском языке в Navigatio Britannica (1750) математиком и историком Джоном Барроу. В то время как штангенциркуль сегодня является наиболее распространенным применением нониусных шкал, они изначально были разработаны для приборов для измерения угла, таких как астрономические квадранты.
В некоторых языках нониусная шкала называется нониусом после португальского математик, космограф Педро Нуньес (лат. Petrus Nonius, 1502–1578). В английском языке этот термин использовался до конца 18 века. Nonius теперь относится к более раннему инструменту, разработанному Нунесом.
Название «нониус» было популяризировано французским астрономом Жеромом Лаландом (1732–1807) через его Traité d'astronomie (2 тома) (1764).
Штангенциркуль с нониусом 0,1 для упрощения работы. Стандартным для штангенциркуля обычно является постоянная 0,02 
шкала штангенциркуля с нормальным штангенциркулем 0,02, показывающая измерение объекта на расстоянии 19,44 мм с точностью до двух десятичных знаков. Использование шкалы штангенциркуля показано на штангенциркуле. который измеряет внутренний и внешний диаметры объекта.
Нониусная шкала построена так, что она имеет постоянную долю от фиксированной основной шкалы. Таким образом, для нониуса с константой 0,1 каждая отметка на нониусе находится на расстоянии девяти десятых от основной шкалы. Если вы сложите две шкалы вместе с выровненными нулевыми точками, первая отметка на шкале нониуса будет на одну десятую меньше первой основной отметки шкалы, вторая - на две десятых и так далее до девятой отметки, которая смещена на девять. десятые. Выравнивание происходит только при подсчете полных десяти отметок, потому что десятая отметка равна десяти десятым - целая единица основной шкалы - короткая и, следовательно, совмещается с девятой отметкой на основной шкале. (Проще говоря, каждое VSD = 0.9 MSD, поэтому каждое уменьшение длины 0.1 добавляет десять раз, чтобы получить один MSD только за 9 делений деления нониусной шкалы)
Теперь, если вы переместите нониус на небольшое расстояние, скажем, одна десятая его фиксированной основной шкалы, единственная пара отметок, которые выровнены, - это первая пара, так как это были единственные, изначально смещенные на одну десятую. Если мы переместим его на две десятых, вторая пара выровняется, так как это единственные пары, изначально смещенные на эту величину. Если мы переместим его на пять десятых, пятая пара выровняется - и так далее. Для любого движения выравнивается только одна пара меток, и эта пара показывает значение между метками на фиксированной шкале.
Разница между значением одного основного деления шкалы и значением одного деления нониусной шкалы называется наименьшим счетом нониуса, также известным как нониус постоянный. Пусть наименьшее показание основной шкалы, то есть расстояние между двумя последовательными градуировками (также называемое шагом), будет S, а расстояние между двумя последовательными градуировками нониусной шкалы равно V, так что длина (n - 1) делений основной шкалы равно n делений нониусной шкалы. Тогда
Шкалы Вернье работают так хорошо, потому что большинство людей особенно хорошо умеют определять, какие из линий выровнены или смещены, и эта способность улучшается с практикой, фактически намного превышая оптические возможности глаза. Эта способность обнаруживать выравнивание называется нониусной остротой. Исторически сложилось так, что ни одна из альтернативных технологий не использовала эту или любую другую сверхточность, что давало нониусной шкале преимущество перед ее конкурентами.
Ошибка нуля определяется как условие, при котором измерительный прибор регистрирует чтение, когда не должно быть никакого чтения. В случае штангенциркуля это происходит, когда ноль на основной шкале не совпадает с нулем на нониусной шкале. Ошибка нуля может быть двух типов: когда шкала направлена к числам больше нуля, она положительна; остальное отрицательное. Метод использования нониусной шкалы или измерителя с нулевой ошибкой заключается в использовании формулы: фактическое показание = основная шкала + нониусная шкала - (нулевая ошибка).
Ошибка нуля может возникнуть из-за ударов или других повреждений, которые приводят к смещению отметок 0,00 мм, когда губки полностью закрыты или просто касаются друг друга.
Нониус-микрометр, показывающий 5,783 ± 0,001 мм, включая 5,5 мм по шкале шага главного винта, 0,28 мм по шкале вращения винта и 0,003 мм, добавленные от нониуса. 
Когда губки закрыты и показание составляет 0,10 мм, ошибка нуля составляет +0,10 мм. Метод использования нониусной шкалы или штангенциркуля с нулевой ошибкой заключается в использовании формулы «фактическое показание = основная шкала + нониусная шкала - (нулевая ошибка)», таким образом, фактическое показание составляет 19,00 + 0,54 - (0,10) = 19,44 Положительный результат. Ошибка нуля относится к случаю, когда губки штангенциркуля только что закрыты, а показание является положительным и отличается от фактического значения 0,00 мм. Если показание составляет 0,10 мм, ошибка нуля составляет +0,10 мм.
Отрицательная ошибка нуля относится к случаю, когда губки штангенциркуля только что закрыты, а показание является отрицательным и отличается от фактического показания 0,00 мм. Если показание составляет 0,08 мм, ошибка нуля обозначается как -0,08 мм.
В случае положительного результата ошибка вычитается из среднего значения, считываемого прибором. Таким образом, если прибор показывает 4,39 см и ошибка +0,05, фактическая длина будет 4,39 - 0,05 = 4,34. Если отрицательный, ошибка добавляется к среднему показанию, которое показывает прибор. Таким образом, если прибор показывает 4,39 см и, как указано выше, ошибка составляет -0,05 см, фактическая длина будет 4,39 + 0,05 = 4,44. (Учитывая это, величина называется коррекцией нуля, которую всегда следует алгебраически прибавлять к наблюдаемым показаниям до правильного значения.)
Прямые верньеры являются наиболее распространенными. Индикаторная шкала сконструирована таким образом, что, когда ее нулевая точка совпадает с началом шкалы данных, ее деления находятся на немного меньшем расстоянии, чем деления на шкале данных, и поэтому ни одна, кроме последней градуировки, не совпадает с любым деления шкалы данных. N делений индикаторной шкалы перекрывают N − 1 делений шкалы данных.
Ретроградные верньеры встречаются на некоторых устройствах, включая геодезические инструменты. Ретроградный нониус аналогичен прямому нониусу, за исключением того, что его деления находятся на несколько большем расстоянии, чем на основной шкале. N делений индикаторной шкалы покрывают N + 1 делений шкалы данных. Ретроградный нониус также проходит назад по шкале данных.
Прямые и ретроградные верньеры читаются одинаково.
Этот раздел включает ссылки на методы, которые используют принцип Вернье для выполнения измерений с высоким разрешением.
Вернье-спектроскопия - это тип лазерной абсорбционной спектроскопии с усилением резонатора, которая особенно чувствительна к следовым газам. В этом способе используется лазер с гребенкой в сочетании с высокоточным оптическим резонатором для получения спектра поглощения с высокой степенью параллельности. Этот метод также позволяет обнаруживать следовые газы в очень низкой концентрации из-за эффекта усиления оптического резонатора на эффективную длину оптического пути.
 | Викиверситет имеет учебные ресурсы по нониусной шкале |
