버니어 캘리퍼스
- 관련항목 : 마이크로미터
1. 개요
'''Vernier Calipers'''
길이나 높이 등 기계류의 치수를 정밀하게 측정하는 자의 일종. 공학도와 인류학자(골학 측정용)의 필수품. 일본에서는 '''노기스'''(ノギス)라는 명칭으로 불리는데, 고안자 P.누네스의 독일식 이름 Nonius에서 유래했다.
노기스/버니어는 부척(아들자)을 뜻하는 말인데, 각각 고안자(1542년), 제작자(1631년)인 포르투갈의 P.누네스와 프랑스의 피에르 베르니에에서 유래되었다.
2. 측정법
계산자와 비슷하게, 고정된 어미자와 움직이는 아들자로 구성되어 아들자를 움직여 움직인 길이를 측정한다. 일반적인 길이 측정뿐 아니라 철판의 두께, 또는 틈 사이의 간격이나 파이프의 직경이나 내경, 파인 구멍의 깊이 따위도[1] 측정할 수 있다. 재질은 스테인리스 재질이 대부분이고 길이는 주로 최대 측정 가능 치수가 150, 200, 300 mm짜리이다.
일반적인 눈금자로는 1 mm 이하 치수는 정확하게 측정하기 어렵지만 버니어 캘리퍼스는 어미자의 최소눈금인 1 mm보다 훨씬 작은 보통 1/20-1/50 mm 정도까지 정확하게 측정할 수 있다. 수동식에서 밀리미터 단위는 어미자의 눈금에서 직접 읽고 최소 눈금이하는 어미자의 눈금과 그 차이가 일치하는 아들자의 눈금에서 읽어낸다. 보통 1/20 밀리미터(0.05 mm) 단위까지 읽을 수 있다. 요즘은 이것도 디지털 제품이 일반적이라 아들자에 달린 LCD 숫자표시기에 0.01 mm 단위로 표시하는 제품이 나온다. 이건 측정치를 직접 읽을 수 있어서 치수 정확도는 1/50 밀리미터(풀스케일시 최대오차 0.02mm-0.03 mm) 정도가 일반적이다.[2] 이보다 더 정밀한 치수 측정은 일반적으로 마이크로미터를 이용한다.
구매할 여력이 없는 학습자는 버니어 캘리퍼스 시뮬레이터를 이용하면 유용하다.
3. 원리
아들자의 눈금은 어미자의 (n±1)눈금을 n 등분한 간격으로 새긴 것이다. 눈금 하나의 1/n까지 읽을 수 있다.
예를 들어 1mm 단위인 어미자의 9눈금을 10등분 했다면 0.1 mm 단위까지 읽을 수 있다. 9 mm를 10등분했으므로 아들자의 한 눈금은 0.9 mm가 되고, 어미자와 눈금 차이가 0.1 mm씩 생기기 때문이다. 어미자와 아들자의 눈금 차이는 어미자와 아들자가 만나는 지점을 기준으로 어미자의 눈금과 아들자의 눈금 차이로 구한다. 예를 들어 아들자 눈금 2번째와 만났다면 그 만난점에서 아들자 원점까지 존재하는 어미자의 눈금은 2개이며 아들자의 눈금 2개와 0.2mm 차이가 난다.(2mm - 0.9mm X 2)
표준적인 버니어 캘리퍼스는 19눈금을 20등분하여 1/20 mm까지 측정할 수 있다.
4. 종류
종류는 M1형, M2형, CM형, CB형으로 나뉘어져 있고, 대개 많이 사용하는 것은 M1형이 가장 많이 사용한다.
5. 기타
버니어 캘리퍼스도 내구연한이 있는데 어미자랑 아들자를 0에 맞춰놓고 광원에 측정부분을 두고 평면도를 확인하듯 해서 빛이 많이 보이면 수명이 다한 것이다.
플라스틱으로 된 중국산 버니어 캘리퍼스는 1000원이면 구하는데 영점이 안 맞는 경우가 많으니 주의.
위의 생김새에서 알 수 있듯, 상당한 흉기이다(...).
금속재질로 만들어져 도끼 or 송곳 등의 용도로 사용 가능하다. 궁금하면 나무판을 사서 두들겨 보자.꽤 크고 깊은 흠집이 날 것이다.
측정장비가 다 그렇지만 크면 클수록 비싸지는 게 많다. 특히 길이단위가 미터단위가 되면 100만원은 우습게 넘기도 한다.
6. 항공정비사 작업형에서
일반계측은 inch단위로 나오는데 진원계측에서는 '''mm'''단위로 나오고 세번정도 측정한 뒤 그 평균값을 구하는 문제로 나온다.