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1. 개요
Vernier Calipers길이나 높이, 너비 등 기계류의 혹은 사람의 신체 부위 치수를 정밀하게 측정하는 자의 일종이다. 공학도와 인류학자(골학 측정용)의 필수품이다.
구조는 주척(어미자)과 부척(아들자)으로 나뉘며 말그대로 가운데에 있는 것이 주척이고 앞뒤로 왔다갔다 움직이는 것이 부척이다.
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 mm 짜리이다. [2]일반적인 눈금자로는 1 mm 이하 치수는 정확하게 측정하기 어렵지만 버니어 캘리퍼스는 어미자의 최소눈금인 1 mm보다 훨씬 작은 1/20-1/50 mm 정도까지 정확하게 측정할 수 있다. 수동식에서 밀리미터 단위는 어미자의 눈금에서 직접 읽고 최소 눈금 이하는 어미자의 눈금과 그 차이가 일치하는 아들자의 눈금에서 읽어낸다. 예를 들어, 눈금이 10까지 있는 아들자의 0이 어미자의 23mm와 24mm 사이에 위치해 있고 아들자의 눈금 중 4에 해당하는 눈금이 어미자의 눈금과 정확히 일치한다면, 길이는 23mm + 0.4mm로 23.4mm이다.
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.[3] 이보다 더 정밀한 치수 측정은 일반적으로 마이크로미터를 이용한다.
구매할 여력이 없는 학습자는 버니어 캘리퍼스 시뮬레이터를 이용하면 유용하다.
측정 전에 측정면을 청결하게 할 필요가 있는데, 가장 많이 사용하는 건 바로 손가락. 손가락으로 슥 닦아주면 웬만한 칩들은 다 닦인다.
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 19눈금을 10등분 했다면 0.1 mm 단위까지 읽을 수 있다. 19 mm를 10등분했으므로 아들자의 한 눈금은 1.9 mm가 되고, 어미자와 눈금 차이가 0.9 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 × 2)
표준적인 버니어 캘리퍼스는 19눈금을 20등분하여 1/20 mm까지 측정할 수 있다.
4. 종류
| 버니어 캘리퍼스의 호칭 치수 및 눈금 | ||||
| 종류 | 호칭 치수 | 눈금 | ||
| 최소 눈금 읽기 길이 | 주척 | 버니어 | ||
| M형 캘리퍼스 | 15cm, 20cm, 30cm | 1/20mm | 1mm | 19mm를 20등분 한 것 |
| CB형 캘리퍼스 | 15cm, 20cm, 60cm, 100cm | 1/50mm | 1/2mm | 12mm를 25등분 한 것 |
| CM형 캘리퍼스 | 15cm, 20cm, 30cm, 60cm, 100cm | 1/50mm | 1mm | 49mm를 50등분 한 것 |
5. 기타
- 버니어 캘리퍼스도 수명이 있다. 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 주의해야 한다.
- 위의 생김새에서 알 수 있듯, 상당한 흉기이다. 금속 재질로 만들어진데다 뾰족한 모서리가 있어 도끼 또는 송곳처럼 사용이 가능하다. 궁금하면 안 쓰는 버니어로 나무판을 두들겨 보자. 꽤 크고 깊은 흠집이 날 것이다.
- 측정장비가 다 그렇지만 크면 클수록 비싸지는 게 많다. 특히 길이단위가 미터단위가 되면 100만원은 우습게 넘기도 한다.
- 흔히 쓰이는 현장에서는 '노기스'라고 불리곤 하는데, 독일어 노니우스(Nonius)를 일본에서 잘못 알아듣고 전래한 발음이다.[5]
- 2022년 6월 1일 네이트판에 개구리 소년 실종 사건의 흉기로 유력하다는 추측글이 올라와 여러 커뮤니티에서 이 도구가 주목을 받았다. 하지만 추측글 작성자의 발언 태도와 과거 여러 차례 분란유도글을 쓰고 삭제하여 증거인멸을 한 정황, 버니어 캘리퍼스를 다루는 기술자들의 반박 의견들이 많아서 논파된 상황이다.
6. 항공정비사 작업형에서
일반계측은 인치단위로 나오는데 진원계측에서는 mm단위로 나오고 세번정도 측정한 뒤 그 평균값을 구하는 문제로 나온다. 현장에서는 항공기제작정비 특기의 기계반에서 많이 사용한다.[1] 사진에서 아래에 작게 튀어나온 쇠침같은 것이 파인 구멍을 측정하는 것인데 잘 휘어진다. 구멍을 측정할 땐 썩 좋은 편이 아니다.[2] 1000mm 짜리 물건도 있긴 한데 일반인들은 구경할 수 없다. 비싼건 둘째 치고 쓰는데가 일반적인 곳이 아니다.[3] 사실 대개 공장에선 정밀 측정할 땐 디지털 노기스를 사용한다. 디지털식은 오차도 작은 편.[4] 정확힌 거대한 파이프 렌치인데, 미래를 배경으로 하는 게임 답게 치수단위 자동계산 기능은 물론이고 인공지능, 풍선껌 보관기능까지 있다.[5] 바니쉬를 와니스라고 했다가 니스라고 줄이게 된 것처럼.