נוניוס, מי זה וכיצד הוא פועל

הנוניוס The Nonius

האם אפשר להכניס ציר פלדה בקוטר 10.05 ממ, לתוך קדח נחושת בקוטר 9.95 המ”מ? האם צריך לנסות כדי לדעת שזה לא ילך בקלות? איזה כלי מדידה יכול לעזור לנו לגלות את ה”צרה” מבלי לנסות בפועל? מה גם שניסוי לא ילמד אותנו על “גודל הצרה” אלא רק נדע שיש צרה.

התשובה היא קליבר (תקין) עם נוניוס:

נקרא ע”ש האסטרונום והמתמטיקאי הפורטוגזי Pedro Nunes  (1502–1578) שהמציא שיטה מעגלית להגדלת הרזולוציה של מדידת זויות.

המתמטיקאי הצרפתי  Pierre Vernier (1580–1637)ידוע כראשון שהציג את הגירסה הליניארית, המוכרת לנו ממד הזחיח (Caliper) הנקרא בצרפתית Vernier  (אין מבטאים את ה R שבסוף המילה) ע”ש הממציא.

העוסקים במכונות, משתמשים בכלי מדידה זה כל העת, כדי למדוד בדיוק של עשירית המ”מ.

הרזולוציה של הקליבר, בדרך כלל רשומה על הכלי, והיא 0.05 או 0.02 המ”מ.

אך כיצד פועל הנוניוס, הסקלה שמוטבעת על המחלק של מד הזחיח?

זאת הסקלה שמאפשרת לנו לקרוא את המידה בדיוק שכזה.

הרעיון הוא פשוט (ומבריק -כמו כל הדברים הפשוטים):

לוקחים על הסקלה הקבועה, 9 שנתות ומחלקים אותן לעשר שנתות על הסקלה הניידת.

אם כל שנתה, בסקלה הקבועה היא של 1 מ”מ, הרי שכל שנתה על הסקלה הניידת היא של 0.9 המ”מ, בלשון אחרת, 1מ”מ פחות עשירית.

אם נציב את שתי הסקלות, אפס מול אפס, צמד השנתות הבא, “לא יתלכד” והמרחק יהיה של 0.1 המ”מ.

אם נמדוד נייר בעובי של 0.1 המ”מ, האפס של הסקלה הניידת יזוז (ימינה) מהאפס הקבוע, במרווח של 0.1 המ”מ. נקבל התלכדות של השנתה הראשונה מימין לאפס.

אם נמדוד נייר בעובי של 0.2 המ”מ, האפס של הסקלה הניידת יזוז (ימינה) מהאפס הקבוע, במרווח של 0.2 המ”מ. נקבל התלכדות של השנתה השניה מימין לאפס:

אם נמדוד חפץ בעובי של 0.8 המ”מ, האפס של הסקלה הניידת יזוז (ימינה) מהאפס הקבוע, במרווח של 0.8 המ”מ. נקבל התלכדות של השנתה השמינית מימין לאפס.

אף שנתה אחרת על החלק הנייד לא תתלכד עם מי מהשנתות הנייחות.

שימו לב שיכולנו “לנחש” על פי תזוזת האפס הנייד מול הנייח, שמדובר בערך בעובי 0.8,

אך בעזרת הנוניוס, התשובה ברורה וחדה:

בפועל, בקליברים (עיוות עברי של  Caliper , או שמא המקור בשפה אחרת), פורסים את הנוניוס על 39 יחידות (מ”מ) או אף 49,

במקרה כזה, נוכל לסמן על הנוניוס יותר חלוקות, למשל 0.05 (חצי עשירית)

או אף של 0.02:

אך זכרו שהדיוק שניתן לקבל מהכלי תלוי לא רק ברזולוציה שעל הנוניוס, אלא בגורמים נוספים, ולכן אינני ממליץ לנסות למדוד בקליבר בדיוק גדול מחצי עשירית (0.05), אף אם הקליבר מצויד בקריאה דיגיטלית בעלת רזולוציה של 0.01.

השתמשו לשם כך במיקרומטר!

אתם מוזמנים לנסות ניסוי השואה מבוקר בין קליבר דיגיטלי ומיקרומטר (מכני פשוט).

לסיכום: 

 

1. הקליבר הוא כלי מדידה בסיסי לעוסקים בתחום הנדסת המכונות

2. הדיוק של הקליבר הוא 0.1 מ”מ (±0.05)

3. הרזולוציה של הקליבר 0.05 או 0.02 המ”מ

4. הנוניוס הוא המאפשר לקליבר להגיע לדיוק ולרזולוציה הנ”ל

5. הקליבר אינו מתאים למדידות הדורשות דיוק רב יותר!

עכשיו תורכם  

עד כאן הצגתי בפניכם את הקליבר עם מנגנון הנוניוס שלו. כלי הכרחי לכל בעלי המלאכה והסוחרים העוסקים בחומרים או בעיבוד שבבי או כיפוף או חישול או עיבוד אחר. הבנו, כיצד פועל הנוניוס ומאפשר רזולוציה של מ 0.05 ועד 0.02. עתה הבמה כולה שלכם. מה תוכלו להוסיף מניסיונכם? על איזה מקרה כשל במדידה הייתם רוצים לספר לנו? אנא שתפו אותנו פה למטה, בתגובות, כדי שכולנו נלמד ונצמח ביחד.

הצעד הבא שלכם להצלחה

אהבתם? שתפו את המאמר עם חברים וקולגות. רוצים לקבל ממני עוד הרבה טיפים מועילים, עקרונות מנחים והדרכה מעשית בנושאים שונים ומגוונים בהנדסת מכונות? במיוחד בשבילכם כתבתי את מדריך הבזק “הנדסה בחקירה” ובו ניתוח עומק של 7 כשלי תכנון בסיסיים שהובילו לאסונות ענק. להורדת המדריך במתנה ממני ולגמרי בחינם – לוחצים כאן.