Il calibro è costituito da un'asta (1) graduata, in genere, sia in mm (3) che in inch (4), sulla quale scorre un cursoio (2) che porta incisa una particolare graduazione - o due, una (5) adiacente alla scala in mm e una (6) adiacente a quella in inch - che prende il nome di nonio. Il cursoio e l'asta sono dotati di ganasce (7) e di becchi (9) che servono per rilevare, rispettivamente, spessori, diametri esterni di tubi, … e distanze e diametri interni; all'estremità opposta il cursoio termina con una sottile asta (8) per rilevamenti di profondità. La misura viene letta sull'asta graduata in corrispondenza dello 0 del nonio. La graduazione del nonio consente di apprezzare variazioni di lunghezza più piccole del millimetro (o della frazione di pollice) rispetto a questa prima lettura. La precisione che si riesce a raggiungere dipende dal tipo di nonio, come illustrano gli esempi sottostanti.
(1)
(2)
(1) Il nonio a sinistra ha 10 divisioni che formano una scala lunga complessivamente 9 millimetri. Nella misurazione illustrata, lo 0 del nonio si è posizionato tra le tacche dei 12 e dei13 mm dell'asta graduata. 12 mm è la misura troncata ai mm.
Tra le tacche del nonio quella che è più vicina a una tacca dell'astra graduata è la 8a. In questo caso si asumme come misura arrotondata (ai decimi di millimetro) 12.8 mm. Perché?
Una spiegazione abbastanza intuitiva è la seguente. Lo 0 del nonio era di h avanti rispetto alla tacca dei 12 mm. Una divisione del nonio è di 1/10 più corta di quelle dell'asta, ossia più corta di 0.1 mm. Se avanzando lungo il nonio si passano 8 divisioni affinché una tacca dell'asta superi il ritardo h iniziale e raggiunga una tacca del nonio, dato che ad ogni divisione superata il recupero è di 0.1 mm, ciò significa che il ritardo era di 0.8 mm.
(2) Nel nonio a destra possiamo riferirci a due tipi di tacche. Se ci riferiamo solo alle tacche grosse, abbiamo: effettuata la misurazione, lo 0 del nonio supera quello dell'asta di 12 mm. Tra le successive tacche (grosse) quella che più si avvicina a una tacca dell'asta è la 8a. Quindi assumo 12.8 mm come misura.
Se considero tutte le tacche e osservo che la tacca successiva è ancora più vicina (vedi figura 2), assumo 12.85 mm come misura (con una precisone di 0.025 mm, ossia 12.85 ± 0.025 mm). Perché?
Consideriamo il primo caso. 10 divisioni del nonio corrispondono a 39 mm dell'asta, ossia sono più corte di 1 mm rispetto a 40 mm; una divisone del nonio è più corta di 0.1 mm rispetto a 4 mm dell'asta. Ragioniamo esattamente come nel caso (1): le tacche sull'asta impiegano uno spazio lungo 8 tacche del nonio per raggiungere una tacca di questo; quindi il ritardo h era di 0.8 mm.
Se consideriamo le divisioni sul nonio più piccole il ragionamento è ancora lo stesso, a patto il fatto che ogni divisione rappresenta 0.05 mm (20 divisioni più corte di 1 mm rispetto a 40 mm, quindi una divisone è più corta di 0.05 mm rispetto a 2 mm); ci vogliono 17 divisoni sul nonio per superare il ritardo, ossia 17*0.05 mm = 0.85 mm (17/20 di 1 mm).
Se il nonio fosse a 50 divisioni si procederebbe in modo simile. Ad es. se 50 divisioni del nonio corrispondono a 49 mm (1 mm in meno) e se effettuando una misura le tacche sulle due graduazioni si raccordano alla 13 divisione del nonio, alla misura in millimetri dobbiamo aggiungere 13/50 di 1 mm, ossia 26/100 di mm, ossia 0.26 mm.
Le immagini seguenti riproducono alcuni esemplari di calibri a compasso.
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