Noniusskala

Eine verschiebbare Skala macht aus der Deckung zweier Striche einen Bruchteil der Hauptteilung ablesbar.

Was es ist

Ein Maßstab zeigt ganze Teilungen. Eine kleine verschiebbare Skala erlaubt es, auch Bruchteile davon abzulesen. Das Prinzip eignet sich für Winkel und Längen.

Wie es funktioniert

Im metrischen Modell liegen die festen Striche 1 mm auseinander. Zehn Abstände der beweglichen Skala umfassen 9 mm, jeder misst also 0,9 mm. Der Unterschied beträgt 0,1 mm.

Steht die bewegliche Null hinter 2 mm und deckt sich der dritte Strich nach der Null (der vierte Strich einschließlich der Nullmarke) mit einem festen Strich, kommen 0,3 mm hinzu: Das Ergebnis ist 2,3 mm. Dieser Strich liegt bei 2,3 + 3 × 0,9 = 5 mm. Der Ableseschritt garantiert keine Genauigkeit: Spiel, Strichbreite und Nullfehler wirken mit.

Ein Streifen gleitet an einem festen Maßstab entlang.

Bei einem Messschieber sitzt eine Messbacke fest am Hauptmaßstab, die andere am Schieber mit der Hilfsskala. Die bewegliche Null folgt daher dem Abstand der Messflächen. Die Flächen reinigen, die Backen sanft schließen und prüfen, ob sich die Nullstriche decken. Beim Messen die Flächen ohne Verkanten und mit gleichmäßigem Druck an das Werkstück anlegen. Ein Nullfehler verschiebt die Anzeigen; Spiel im Schieber kann die bewegliche Backe kippen und ihren Kontakt verändern.

Die Teilung senkrecht von oben ablesen. Liegen die Skalen auf unterschiedlicher Höhe, verschiebt ein schräger Blick ihre scheinbare Deckung: Es entsteht Parallaxe. Die Auflösung von 0,1 mm bezeichnet hier den ablesbaren Teilungsschritt. Die Messrichtigkeit betrifft die systematische Abweichung gegenüber einer Referenz; sie hängt auch vom Zustand und der Kalibrierung des Geräts ab. Feine Striche gleichen weder eine abgenutzte Backe noch einen Nullfehler aus.

So geht’s

Auf einen Papierstreifen eine Skala von 0 bis 12 mm mit zwölf Abständen und dreizehn Strichen zeichnen. Auf einem zweiten 9 mm in zehn gleiche Abstände mit elf Strichen teilen. Die Kanten nebeneinander verschieben. Die bewegliche Null auf 2,3 mm stellen und die Deckung des dritten Strichs nach der Null suchen. Eine vergrößerte Zeichnung erklärt das Prinzip, ist aber kein kalibriertes Messgerät.

Geschichte und Entwicklung

Zwei Skalen mit deckungsgleichen Strichen.

Pedro Nunes verwendete mehrere feste konzentrische Bögen mit unterschiedlichen Teilungen und suchte auf ihnen einen passenden Strich zum Ablesen. Pierre Vernier beschrieb 1631 eine bewegliche Hilfsskala für Winkelinstrumente. Bei ihr ergibt sich der Bruchteil aus der relativen Verschiebung zweier Skalen. Der dafür auch heute gebräuchliche Name „Nonius“ geht auf Nunes’ latinisierten Namen zurück; die beiden historischen Geräte sind unterschiedlich aufgebaut. Das bewegliche Prinzip wurde später auf Maßstäbe und Messschieber übertragen. Das Science Museum besitzt einen viel späteren Werkstattmessschieber aus Messing mit Stahlbacken.