ノギス
日本においてノギスがどのように使用され始めたかははっきりしない。日本でノギスを制作した先駆的な事例が江戸時代幕末期にあるが、工具としてノギスが広く使われるようになったのは大正期からされる。
幕末期、江戸幕府が近代造船所として横須賀製鉄所・長崎製鉄所を設けて西洋の機械工作法を習得した時期に、ノギスも日本に入って来たと考えられる。横須賀製鉄所ではフランス人技師、長崎製鉄所ではオランダ人技師が指導に当たっており、オランダ語で副尺を意味する nonius が「ノニス」を経て「ノギス」へと転訛した可能性が考えられる。
福井藩主松平春嶽の命によって、大野弥三郎規周が制作した「玉尺」(福井市立郷土歴史博物館所蔵)が日本国産初のノギスとされており、制作年代は1855年から1861年にかけての時期という推定がある。バーニヤ目盛の理論は1783年に翻訳された『象限儀用法』で日本に紹介され、バーニヤ目盛付きの八分儀も幕府に献上されていたとされる。
日本語の「ノギス」は「ノニウス(英語版)」に由来するとされるが、もともとその名は精密な計測のための目盛に関連する名称であった。
ポルトガルの数学者ペドロ・ヌネシュ(1502年-1578年、ラテン語表記ペトルス・ノニウス、Petrus Nonius)は、航海用の天体観測器具(アストロラーベ)での角度計測の精度を上げるため、目盛りの工夫を行った。精密な計測を可能とする目盛りは、改良が重ねられたあとも「ノニウス」という名で呼ばれた。
1631年、フランス人数学者ピエール・ヴェルニエ(Pierre Vernier、姓の英語読みのカナ表記例が「バーニヤ」「バーニア」)は、ブリュッセルで出版した数学書の中で、可動式の補助器具(副尺)を具えたバーニヤ目盛 (Vernier scale) の仕組みを発表した(なお、ヴェルニエがノギスという器具そのものを発明したと記述されることもあるが、疑わしい)。ヴェルニエ自身は、みずからの機構を「ノニウス」の完璧な改良と考えていたという。フランスでは18世紀にこの機構をヴェルニエの名で呼ぶようになった。
「副尺」または「一目を細かく分割して読む目盛り」を「ノニウス」(Nonius) と呼ぶことは、英語でも18世紀後半まで残っており、オランダ語の nonius(副尺)、スウェーデン語の nonieskala など、いくつかの言語では現代も残っている。
ノニウスの器具(復元)。航海用の器具で、精密な角度を計測できるように工夫した。
ノニウスの器具の読み取り例。複数の同心円上の目盛を読む。
ヴェルニエは副尺を導入し、ノニウス目盛を簡素なものにした。
円形などのものの直径を挟んで測る器具(滑り挟み尺)として現存最古のものは中国のもので、新王朝を開いた王莽が紀元9年に作らせたものである。
ヨーロッパの博物館には19世紀の滑り挟み尺が所蔵されている。なお、ヨーロッパでは対象物を挟んで測る器具として、17世紀にねじ式のマイクロメータが出現している。
測定結果を数値で表示するノギス。表示部には主に7セグメントディスプレイが使用される。絶対位置を測定するもの(アブソリュート)と、パルスを積算して相対位置を求めるもの(インクリメンタル)に分けられる。
絶対位置を測定するものには静電容量式がある。これは、主尺と移動部に取り付けられた2電極間の静電容量が、重なっている電極の長さに比例することを利用する。誘電率が変化すると静電容量も変化するので、水・油・粉塵などが間に入ると正確な測定ができない。
インクリメンタル式には、光学式と磁気式のものがあり、どちらも主尺にエッチングや磁化によって微小な目盛を記録し、その目盛分を移動したことを検出することによって間接的に距離を求める。特に磁気式は汚れに強い。