סולם ורנייה

סולם ורנייה או סקאלת ורנייה או נוניוס היא שיטה לסימון שנתות על גבי מכשיר מדידה, באופן המאפשר שיפור משמעותי של דיוק קריאת המדידה ללא אמצעי עזר נוספים. השיטה מיושמת במכשירי מדידה מכניים כגון קליברים, מיקרומטרים, מדי זווית ועוד.

קריאת המדידה בשיטת ורנייה נעשית באמצעות אינטרפולציה מכנית בין שתי מערכות של שנתות – מערכת הראשית, הכוללת שנתות במרחקים של יחידות "רגילות" (למשל מילימטרים שלמים), ומערכת שנתות משנית בה קבועים מרחקים קטנים יותר בין השנתות. יחס המרחקים בין השנתות במערכת המשנית קובע את רמת הדיוק הסופי של הקריאה.

בקריאת תוצאות של מדידה, המערכת הראשית מורה על תוצאת המדידה בקירוב הראשון האפשרי של מערכת השנתות. הקריאה המשולבת מתקבלת חזותית, מזיהוי השנת בסולם המשני המתאים באופן המדויק ביותר לשנת (כלשהו) בסולם הראשי.

ככל שיחס קנה מידה בין שני הסולמות (המכונה קבוע ורנייה) גבוה יותר, ניתן להגיע לדיוק גבוה יותר של קריאת המדידה, בשל הפחתה של חדות הראייה הנדרשת.

השיטה משמשת במכשירים מכניים. מכשירי מדידה אופטיים העושים שימוש באמצעי מדידה כקרני לייזר מאפשרים רמת דיוק דומה ואף גבוהה יותר.

מכשיר המדידה הראשון עם קנה מידה משני להגדלת דיוק המדידה הומצא בשנת 1631 על ידי המתמטיקאי הצרפתי פייר ורנייה (1580–1637). השימוש בו תואר בפירוט על ידי המתמטיקאי וההיסטוריון ג'ון בארו  ב-"Navigatio Britannica" (1750). במקור, השיטה פותחה עבור מכשירים למדידת זווית כגון רביעים.

עקרון פעולה
סולם ורנייה המשני נבנה באופן כזה שהרווח בין שנתותיו הוא שבר קבוע של הרווח בין שנתות הסולם הראשי. עבור סולם ורנייה עם קבוע של 0.1, כל שנת על סולם ורנייה מצויה במרחק של 0.9 יחידות אורך מהשנת הקודמת לה, כאשר יחידת האורך היא המרחק בין שנתות עוקבות בסולם הראשי. אם מציבים את שני הסולמות זה לצד זה באופן כזה שנקודות האפס שלהם יצטלבו, אז השנת הראשונה בסולם המשני נופלת במרחק קצר ב-1/10 יחידה בהשוואה לשנת הראשונה של הסולם הראשי, השנת השנייה ב-2/10, וכך הלאה עד השנת התשיעית, שנופלת ב-9/10. רק כאשר נספרות עשר שנתות בסולם המשני מתקבלת הצטלבות בין שנתות הסולם הראשי והמשני, שכן אז השנת העשירית נופלת במרחק קצר ב-10/10 - כלומר יחידה שלמה של הסולם הראשי - ולפיכך היא מצטלבת עם השנת התשיעית של הסולם הראשי.

כאשר מודדים אורך של עצם בעזרת קליבר, נקודת האפס של הסולם המשני מוזחת ביחס לנקודת האפס של הסולם הראשי. מקריאת נקודת ההצטלבות החדשה של שנת של הסולם המשני עם שנת של הסולם הראשי, ניתן לזהות את ערכו של אורך העצם בדיוק רב יותר מאשר זה שניתן היה להשיג ללא הסולם המשני. לדוגמה, אם ההצטלבות מתקבלת בשנת השלישית של הסולם המשני, אז אורכו של העצם קטן ב-2.7 יחידות אורך מנקודת ההצטלבות, וכך ניתן לדעת שהאורך הוא ערך מדידת הסולם הראשי (שנותן ערך שלם) ועוד 0.3 יחידות מידה.        
קישורים חיצוניים

הערות שוליים

קטגוריה:מדידה
קטגוריה:מכשירי מדידה