هنر
زیبایی و سلامت
صنایع دستی
فرهنگ و تاریخ
سرگرمی
محیط زیست
غذا و نوشیدنی
مهندسی معکوس
علوم
ورزش
فناوری
پوشیدنی‌ها
Vernier Caliper
Mark

ایجاد شده توسط

Mark

4. اوت 2026FI
۶۰
۰
۰
۱
۰

Vernier Caliper

The vernier is a piece of arithmetic you can hold. It reads a fraction of a division without any fine mechanism at all — no screw, no gears, no lens. Two scales of slightly different spacing do the whole job.

Joseph R. Brown of Providence, Rhode Island put a pocket vernier caliper on the market in 1851, reading to one thousandth of an inch. It was the first vernier caliper made in quantity at a price a working machinist could pay, and it is the ancestor of the caliper in every toolbox today.

Two honest qualifications. First, the principle is not Brown's: Pierre Vernier published it at Brussels in 1631, and it was already two centuries old. Second, Brown's caliper is usually described as “later patented”, but no patent number for it can be verified. What is documented is the 1851 commercial circular. The invention that really made it possible was Brown's own dividing engine of 1850 — the machine that could cut accurate graduations in the first place. You cannot sell a precise scale until you can make one cheaply.

مبتدی
45 minutes

دستورالعمل‌ها

1

Write down the trick before you build it

The vernier idea in one line: make the second scale's divisions slightly smaller than the first's, and the position where two marks line up tells you the fraction.

2

Draw a main scale on card

Draw a 200 mm line on card stock and mark it every 1 mm with the steel rule.

مواد مورد نیاز این مرحله:

مقوامقوا1 ورق

ابزارهای مورد نیاز:

خط‌کشخط‌کش
ماژیک ثابتماژیک ثابت
3

Draw a vernier scale of 9 mm in 10 parts

On a second card strip, mark a 9 mm length and divide it into 10 equal parts of 0.9 mm.

مواد مورد نیاز این مرحله:

مقوامقوا1 ورق

ابزارهای مورد نیاز:

خط‌کشخط‌کش
ماژیک ثابتماژیک ثابت
4

Cut both strips out

Cut the two strips so the vernier strip slides along the main scale.

مواد مورد نیاز این مرحله:

مقوامقوا1 ورق

ابزارهای مورد نیاز:

قیچیقیچی
5

Read a whole number of millimetres

Slide the vernier zero to 37 mm. The reading is the last main mark passed by the vernier zero — here, 37.

6

Read the tenth

Slide the vernier zero to 37.4 mm. Find which vernier mark lines up exactly with a main mark. Its number is the first decimal.

7

Prove why it works

Each vernier division is 0.1 mm short of a main division. After n divisions the shortfall is n × 0.1 mm. Alignment at n means the offset is n tenths. Write the algebra out.

مواد مورد نیاز این مرحله:

کاغذ شطرنجیکاغذ شطرنجی1 ورق
8

Read the real caliper

Close the vernier caliper fully. Confirm the two zeros align. If not, note the zero error and subtract it from every reading you take.

ابزارهای مورد نیاز:

کولیس ورنیهکولیس ورنیه
9

Measure a brass rod three ways

Measure the rod with the steel rule, the vernier caliper and the micrometer. Record all three.

مواد مورد نیاز این مرحله:

میلگرد برنجیمیلگرد برنجی1 قطعه

ابزارهای مورد نیاز:

خط‌کشخط‌کش
کولیس ورنیهکولیس ورنیه
میکرومترمیکرومتر
10

Compare against the digital caliper

Measure the same rod with the digital caliper. Note that it agrees with the vernier and adds no accuracy — it only removes the reading skill.

مواد مورد نیاز این مرحله:

میلگرد برنجیمیلگرد برنجی1 قطعه

ابزارهای مورد نیاز:

کولیس دیجیتال ۶ اینچیکولیس دیجیتال ۶ اینچی
11

Measure the same rod ten times

Take ten independent vernier readings of the rod, releasing fully between each. Record all ten.

مواد مورد نیاز این مرحله:

میلگرد برنجیمیلگرد برنجی1 قطعه
کاغذ شطرنجیکاغذ شطرنجی1 ورق

ابزارهای مورد نیاز:

کولیس ورنیهکولیس ورنیه
12

Calculate your spread

Subtract the smallest reading from the largest. That spread — not the instrument's stated resolution — is your real measuring uncertainty.

مواد مورد نیاز این مرحله:

کاغذ شطرنجیکاغذ شطرنجی1 ورق
13

Feel the force error

Measure the rod once squeezing hard and once barely touching. The difference is why the micrometer got a friction thimble and the caliper never did.

مواد مورد نیاز این مرحله:

میلگرد برنجیمیلگرد برنجی1 قطعه

ابزارهای مورد نیاز:

کولیس ورنیهکولیس ورنیه
میکرومترمیکرومتر
14

Measure an inside diameter and a depth

Use the caliper's inside jaws and depth rod on a cardboard tube or a hole in the board. One tool, three kinds of measurement — that is why it sold.

مواد مورد نیاز این مرحله:

تختهٔ چوبی تختتختهٔ چوبی تخت1 قطعه

ابزارهای مورد نیاز:

کولیس ورنیهکولیس ورنیه
15

History & Context

Pierre Vernier, La construction, l'usage, et les propriétés du quadrant nouveau de mathématiques, Brussels, 1631. The scale is his, and it is 220 years older than the caliper that carries it.

Joseph R. Brown (1810-1876), Providence, Rhode Island. Brown & Sharpe advertised a pocket vernier caliper reading to 0.001 inch in an 1851 circular. Many secondary sources add that it was “later patented”; no number for it can be verified, so this blueprint claims none. The firm's better-documented achievement of the previous year is the dividing engine of 1850, which cut accurate graduations automatically — without it, a cheap accurate scale is impossible, because hand-dividing a scale was skilled work costing more than the tool.

Why a caliper and not a micrometer. A vernier caliper measures outside, inside and depth, over a long range, with no moving screw to wear. A micrometer beats it for resolution and repeatability over a short range. Both were on sale in the same shops by 1870 and neither replaced the other; batch 35's Palmer micrometer is the other half of this pair.

The honest limit of a vernier. Reading to 0.02 mm does not mean measuring to 0.02 mm. Jaw wear, measuring force and the operator's eye all enter, which is exactly what step 11 makes visible. A stated resolution is a property of the scale; accuracy is a property of the whole system including you.

مواد

4

ابزارهای لازم

6

نقشه‌های مرتبط

این نقشه‌ها دانش مشترکی دارند — تکنیک‌ها، مواد یا اصول

CC0 مالکیت عمومی

این نقشه تحت مجوز CC0 منتشر شده است. شما آزاد هستید آن را کپی، ویرایش، توزیع و برای هر هدفی بدون نیاز به اجازه استفاده کنید.

با خرید محصولات از طریق نقشه از سازنده حمایت کنید و او کمیسیون سازنده تعیین شده توسط فروشندگان، دریافت می‌کند یا یک نسخه جدید از این نقشه ایجاد کنید و آن را به عنوان اتصال در نقشه خود قرار دهید تا درآمد به اشتراک گذاشته شود.

بحث و گفتگو

(0)

ورود برای شرکت در بحث

در حال بارگذاری نظرات...