Как обычной линейкой с делениями по 1 мм измерить деталь с точностью до 0,02 мм? Двигай рамку, ищи совпавший штрих нониуса и тренируйся снимать показания.
На основной шкале деления через 1 мм, и на глаз между ними можно только угадать. Нониус решает это хитро: его штрихи стоят чуть теснее, чем штрихи основной шкалы. Поэтому при любом положении рамки ровно один штрих нониуса совпадает с каким-то штрихом шкалы. Номер этого штриха и есть доли миллиметра. Тем же инструментом меряют наружный размер (губками снизу), внутренний (губками сверху) и глубину (стержнем-глубиномером).
Показание всегда складывается из двух частей. Числа под формулами берутся из опыта и пересчитываются, когда двигаешь рамку.
Как снять показание?
Сначала смотрим, сколько целых миллиметров прошел ноль нониуса. Потом ищем совпавший штрих и умножаем его номер на цену деления.
Откуда берется цена деления?
Каждый следующий штрих нониуса отстает от штриха шкалы на c. Пройдя n делений, отставание набирает ровно 1 мм, и штрихи снова совпадают.
Годна ли деталь?
На чертеже размер пишут с допуском, например ⌀ 80 −0,2: годны размеры от 79,8 до 80 мм. Деталь годна, пока измеренное значение не вышло за границы. Изношенную деталь меняют до того, как она отказала.
Возьмем простой нониус с ценой 0,1 мм: на нем 10 делений, а вся его длина 9 мм. Значит, одно деление нониуса 0,9 мм, на 0,1 мм короче деления шкалы.
Когда губки сомкнуты, нули совпадают. Первый штрих нониуса отстает от отметки 1 мм на 0,1 мм, второй от отметки 2 мм на 0,2 мм, третий на 0,3 мм. Сдвинем рамку на 0,3 мм: третий штрих догонит свою отметку и встанет с ней в линию. Поэтому номер совпавшего штриха и показывает сдвиг в десятых долях.
Точные нониусы делают длиннее, чтобы штрихи было легче различить: у нониуса 0,05 мм 20 делений на 39 мм, у нониуса 0,02 мм 50 делений на 49 мм. Принцип тот же. Это изобретение Пьера Вернье 1631 года, поэтому по-английски нониус называют vernier.
Толщину тормозных накладок, диаметр пальцев и втулок, износ зубьев меряют на каждом ТО. Если размер вышел за браковочный, деталь меняют по плану, а не после поломки в смене.
Пришедший подшипник, втулку или уплотнение проверяют до установки: совпадает ли посадочный диаметр с чертежом. Ошибка в несколько десятых миллиметра означает разборку узла заново.
Токарь проверяет диаметр после каждого прохода резца. Слесарь меряет межосевые расстояния и глубину отверстий глубиномером.
Наружный диаметр болта и шаг резьбы определяют штангенциркулем, когда маркировки нет. Болт М16 на деле чуть тоньше 16 мм.
Глубиномером штангенциркуля меряют остаток протектора и износ грунтозацепов. По этим замерам прогнозируют, когда менять шину.
Нониус стоит на угломерах, на барабане микрометра и на лимбах станков. Электронный штангенциркуль считает размер датчиком, но читать механическую шкалу полезно уметь, когда батарейка села.
Шкала в опыте идеальная: нет люфта рамки, ошибки параллакса и износа губок. На настоящем инструменте важно смотреть на шкалу строго перпендикулярно, держать губки ровно поперек детали и не пережимать рамку. Влияет и температура: стальная деталь длиной 100 мм при нагреве на 10 °C удлиняется примерно на 0,01 мм. Размеры готовых деталей в опыте учебные.