نقاله ورنیه یا زاویه سنج ورنیه ای یکی از ابزارهای اندازه گیری دقیق در صنایع است که برای تعیین زاویه بین دو سطح یا قطعه با دقت بسیار بالا به کار می رود. برخلاف نقاله های معمولی که تنها زوایای حدودی را اندازه می گیرند، نقاله ورنیه با استفاده از مقیاس کمکی (ورنیه) دقتی تا ۵ دقیقه قوسی (5′) ارائه می دهد. این دقت بالا آن را به ابزاری حیاتی در کنترل کیفیت، ساخت قالب، کالیبراسیون ابزارهای زاویه دار و نقشه کشی صنعتی تبدیل کرده است.
ساختار و اجزای نقاله ورنیه
نقاله ورنیه از بخش هایی تشکیل شده که هماهنگی آن ها با یکدیگر امکان اندازه گیری دقیق زوایا را فراهم می کند. بدنه اصلی ابزار، بخش ثابتی است که سایر اجزا بر روی آن نصب شده اند. صفحه مدرج یا مقیاس اصلی روی بدنه قرار دارد و معمولاً دارای تقسیمات ۰ تا ۳۶۰ درجه است.
بر روی بازوی متحرک، یک مقیاس ثانویه به نام ورنیه نصب شده که برای خواندن دقیق تر طراحی شده است. این بازو به صورت محوری حرکت کرده و امکان تنظیم زاویه را نسبت به مقیاس اصلی فراهم می آورد.
برای تثبیت موقعیت بازو پس از تنظیم، از قفل کن استفاده می شود. در انتهای بازو نیز یک تیغه نازک و صاف قرار دارد که برای تماس دقیق با سطح قطعه به کار می رود.
اصول عملکرد نقاله ورنیه
عملکرد نقاله ورنیه بر پایه اصل تطبیق تقسیمات بین مقیاس اصلی و ورنیه بنا شده است. با تنظیم بازوی متحرک، خطوط روی ورنیه به تدریج با خطوط روی مقیاس اصلی منطبق می شوند. تعداد مشخصی از تقسیمات ورنیه با تعداد متفاوتی از تقسیمات مقیاس اصلی برابر در نظر گرفته شده تا اختلاف بین آن ها به صورت دقیق قابل اندازه گیری باشد. به عنوان نمونه، در برخی مدل ها ۱۲ تقسیم ورنیه با ۲۳ تقسیم مقیاس اصلی برابری می کنند. این اختلاف باعث می شود هر تقسیم ورنیه معادل حدود ۱.۹۱۶ درجه باشد و دقت نهایی ابزار به ۵ دقیقه قوسی برسد. به این ترتیب، می توان زوایای بسیار ریز را با دقت بالا تعیین کرد.
مراحل خواندن نقاله ورنیه
پیش از شروع اندازه گیری، باید ابزار و قطعه موردنظر به خوبی تمیز شوند. هرگونه گردوغبار، روغن یا زنگ زدگی می تواند بر دقت قرائت تأثیر منفی بگذارد. استفاده از دستکش نخی یا ضد استاتیک نیز برای جلوگیری از انتقال آلودگی توصیه می شود. پس از آن، ابزار باید بررسی شود تا از سلامت مکانیکی و اعتبار گواهی کالیبراسیون آن اطمینان حاصل گردد.
در مرحله بعد، قطعه باید به گونه ای بین بازو و بدنه نقاله قرار گیرد که تماس کامل و بدون لقی حاصل شود. بازوی متحرک تنظیم شده و سپس توسط قفل کن در موقعیت ثابت نگه داشته می شود. برای قرائت زاویه، ابتدا باید مقدار درج شده در محل قرارگیری صفر ورنیه روی مقیاس اصلی خوانده شود؛ این عدد نمایانگر بخش صحیح درجه است. سپس خطی از ورنیه که دقیقاً با یکی از خطوط مقیاس اصلی منطبق است، پیدا می شود. شماره این تقسیم در دقت ابزار (مثلاً ۵ دقیقه) ضرب شده و به مقدار اصلی اضافه می شود.
برای مثال اگر صفر ورنیه از عدد ۵۱ روی مقیاس اصلی گذشته و خط نهم ورنیه با مقیاس اصلی منطبق باشد، زاویه برابر با ۵۱ درجه و ۴۵ دقیقه خواهد بود. این مقدار معادل ۵۱.۷۵ درجه اعشاری است که در برخی کاربردها مفیدتر است.
کاربردها در صنعت و کالیبراسیون
نقاله ورنیه یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف به ویژه در ماشین کاری، قالب سازی، کنترل کیفیت و تنظیم ابزارهای دقیق است. در ماشین کاری، این ابزار برای بررسی زوایای دقیق قطعات تراش خورده یا برش خورده استفاده می شود. در بخش قالب سازی، بررسی انطباق زاویه ای اجزای قالب با نقشه های مهندسی از اهمیت بالایی برخوردار است و نقاله ورنیه گزینه ای مناسب برای این منظور است. همچنین در فرآیندهای کالیبراسیون، از این ابزار برای مقایسه با بلوک های زاویه ای مرجع (Master Angle Blocks) استفاده می شود تا دقت ساخت یا تنظیم قطعات تأیید گردد.
نکات تخصصی و توصیه های حرفه ای
برای استفاده دقیق و طولانی مدت از نقاله ورنیه، رعایت برخی نکات تخصصی ضروری است. اندازه گیری باید در دمای کنترل شده، معمولاً ۲۰ درجه سانتی گراد با تلرانس یک درجه، و در محیطی با رطوبت متعادل انجام شود. گواهی کالیبراسیون ابزار باید معتبر و مطابق با الزامات ISO/IEC 17025 بوده و شامل اطلاعاتی مانند نام مرجع کالیبراسیون، تاریخ آزمون، شرایط محیطی و عدم قطعیت اندازه گیری باشد. پس از هر بار استفاده، ابزار باید با پارچه ای نرم تمیز شده، به روغن ضدزنگ آغشته شده و در جعبه محافظ مخصوص خود نگهداری شود. از هرگونه ضربه، افتادن یا فشار بیش از حد نیز باید جلوگیری شود تا دقت ابزار حفظ گردد. همچنین پیش از هر بار استفاده، یک بررسی سریع شامل سلامت ظاهری، عملکرد قفل کن و هم ترازی بازوها توصیه می شود.
برنامه زمانی برای کالیبراسیون مجدد
برای حفظ دقت و قابلیت اطمینان نقاله ورنیه، رعایت دوره های منظم کالیبراسیون اهمیت زیادی دارد. در محیط های صنعتی با مصرف بالا، توصیه می شود ابزار هر شش ماه یک بار کالیبره شود. در آزمایشگاه ها یا شرایط کم مصرف تر، دوره یک ساله کافی است. در صورت مشاهده هرگونه آسیب فیزیکی، سقوط ابزار یا اختلال در عملکرد آن، باید بلافاصله فرآیند کالیبراسیون مجدد انجام شود. گواهی های کالیبراسیون باید شامل اطلاعات کامل از جمله تاریخ آزمون، شرایط محیطی، عدم قطعیت و ارجاع به مرجع ملی یا بین المللی اندازه گیری باشند.
جمع بندی و پیشنهاد برندها
نقاله ورنیه به دلیل ساختار ساده، قابلیت حمل و دقت بالا، یکی از بهترین گزینه ها برای اندازه گیری و بررسی زوایای دقیق در صنایع فنی است. برای حصول اطمینان از دقت بالا، توصیه می شود تنها از برندهای معتبر مانند Mitutoyo، Starrett یا Insize استفاده شود. همچنین آموزش صحیح کار با ابزار و قرار دادن آن در چرخه کالیبراسیون منظم، نقش کلیدی در بهره برداری بلندمدت و بدون خطا دارد. با تمرین مداوم در خواندن مقیاس ها و بررسی نتایج، می توان به تسلط کامل در استفاده از این ابزار دست یافت.
منابع: measureday | iso
