Qu'est-ce qu'une échelle de vernier?

Une balance à vernier est une série de lignes de mesure ajoutées aux micromètres, aux pieds à coulisse et aux appareils de pesage pour améliorer la précision des mesures. Il a été créé par le mathématicien français Pierre Vernier en 1631. Le principe est de placer une deuxième échelle à côté de l'échelle primaire avec un espacement différent des lignes d'échelle. Il s’agit généralement de dix lignes ou unités pour neuf neuf de l’échelle primaire. L'œil humain est tout à fait à même de déterminer quand les lignes tombent les unes à côté des autres, ce qui correspond à la lecture d'un vernier.

Toute mesure située entre les lignes du primaire peut être déterminée par l'alignement du repère vernier avec l'échelle principale. Par exemple, si une mesure indique entre 50 et 51, quelles que soient les unités, le vernier s'alignera sur l'échelle principale à une valeur comprise entre 51 et 60 sur l'échelle principale. L’échelle Vernier affiche normalement des lignes de 0 à 10; ainsi, si l’alignement a lieu à 7 sur l’échelle Vernier, la mesure serait de 50,7.

Les micromètres et les pieds à coulisse utilisés pour l'usinage de précision ont besoin d'une précision à très petite valeur. Ces dispositifs ont généralement un bras fixe et un bras mobile pour ajuster la forme de l'objet, avec des échelles de mesure le long du bras mobile. Une précision au millième de pouce ou au millimètre est souvent requise. Le réglage de l'échelle du vernier pour lire 20 incréments sur 19 sur l'échelle principale peut améliorer encore cette précision. Les échelles à vernier à cadran rotatif peuvent ajouter une précision supplémentaire en tirant parti de la circonférence du cercle de cadran, ce qui ajoute une précision supplémentaire.

Les échelles Vernier peuvent être des échelles plates, comme c'est souvent le cas sur les pieds à coulisse pour mesurer les dimensions intérieures ou extérieures des objets. Les micromètres à cadran sont couramment utilisés pour mesurer les dimensions extérieures d’objets plus petits, les balances à cadran rotatif offrant une précision accrue. Les balances de laboratoire utilisées pour mesurer avec précision le poids des échantillons de laboratoire peuvent utiliser un cadran numérique ou un cadran à glissière avec un vernier pour une plus grande précision.

D'autres appareils utilisent également une échelle à vernier pour la précision des mesures. Les sextants, utilisés par les marins pour la navigation céleste, utilisent des échelles à vernier pour mesurer les angles du soleil ou des étoiles au-dessus de l’horizon. Les règles de calcul, les ordinateurs mécaniques analogiques inventés dans les années 1600, utilisent des échelles à vernier pour améliorer la précision des calculs mathématiques. Les règles de calcul étaient couramment utilisées dans les secteurs de la construction, de l'ingénierie et de l'aérospatiale jusqu'à ce que les calculatrices et les ordinateurs deviennent abordables pour le consommateur moyen dans les années 1970.