버니어캘리퍼스

1. 버니어 캘리퍼스
버니어 캘리퍼스는 비교적 거친 재료나 일반기계공작의 황삭, 중삭용의 치수측정에 
사용되고 있다. 최소측정치는 0.05mm, 또는 0.02mm (디지털은 0.01mm)로 간단히 
피측정물의 치수를 직접 측정할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.
2. 버니어 캘리퍼스의 구조
버니어 캘리퍼스는 캘리퍼와 스케일(Scale)을 조합한 것으로 예를들면 외측측정면에 
피측정물을 물리고, 그것을 스케일에 맞추어 읽는데 이것은 측정턱(Jaw)과 본척눈금
및 버니어(Vernier)눈금에 의해 한번에 정확히 치수를 측정할 수 있는 구조로 되어 
있다.
또한 버니어 캘리퍼스는 본척과 슬라이더의 조(jaw)를 측정 목적에 따라 형상을 
바꾸어 특정 요소에 측정을 할 수 있으며, 명칭도 조의 모양에 따라 달라진다.
그림 2.1 M 1 형 버니어 캘리퍼의 주요부의 명칭 및 적용 사례

그림 2.2 M 2 형 버니어 캘리퍼의 주요부의 명칭 및 적용 사례

그림 2.3 CM 형 버니어 캘리퍼의 주요부의 명칭 및 적용 사례

그림 2.4 다양한 용도의 캘리퍼 측정모습

3. 버니어 눈금의 원리
버니어(vernier)의 눈금에는 본척보다 1눈금 작은 “순버니어”와 본척보다 1눈금이 
큰 “역버니어”가 있으며 이 중 “순버니어”가 보편적으로 사용되고 있다. 
“순버니어”의 원리는 한 눈금이 1mm인 본척의 19개 눈금을 20등분한 부척의 한 
눈금량은 19/20=0.95mm가 되므로, 본척과 부척의 한 눈금의 차이는 1-0.95=0.05mm가 
된다. “역버니어”는 한 눈금이 1mm인 본척의 21개 눈금을 20등분한 부척의 한 
눈금량은 21/20=1.05mm가 되므로 본척과 부척과의 한 눈금의 차이는 1.05-1=0.05mm
가 된다. 
그림 3.1 버니어의 눈금 읽는 방법

4. 표준형 이외의 캘리퍼스
앞에 서술한 표준형 캘리퍼스가 현재, 가장 일반적으로 넓게 사용되고 있으나 
사용빈도 및 사용목적에 따라 사용이 쉬운 것 혹은 읽기 쉬운 캘리퍼스는 없을까라는 
요구가 생겨 나고 있다. 여기서, 이들의 요구에 응하여 개발된 것이 아래의 캘리퍼스
이다.
4.1 다이얼 캘리퍼스
다이알캘리퍼스는 버니어식 캘리퍼스와 비교하여 수치의 음독이 매우 간단하며, 
게다가 정확한 이점으로 현재는 가장 일반적으로 널리 사용되고 있다. 다이알 게이지
의 확대기구를 대응한 다이알게이지는 본척눈금으로 큰 눈금을 읽고, 단수는 다이알
부의 지침을 읽으면 좋으므로, 시차에 의한 오차가 없어 누구라도 정확하고 신속한 
측정이 가능한 측징을 가지고 있다.
구조는 그림 4.1과 같이 락(LOCK)과 피니온의 물림이 가장 중요한 부분으로 기를 
위해 락부에 먼지, 오일등이 들어가지 않도록 뎊스바에 커버가 달려 있다. 
사이즈는 모계가 100mm,150mm,200mm,300mm, 촌계는 4in, 6in, 8in, 12in의 합계 
8종류. 타입은 D형(최소눈금값 0.02mm,0.001in), DT형 또는 DH형(최소눈금값 0.02mm, 
0.001in) 및 DF형(최소음독값 0.01mm계만)의 3종류가 있다.
그림 4.1 다이얼 캘리퍼스

4.2 디지털 캘리퍼스(CD)
디지털 캘리퍼스(CD)는 측정값이 야광표시(LCD)로 나타나 있기 때문에 누구라도 
정확히 간편하게 음독이 가능하여, 넓은 분야에서 이용되고 있으나, 전원을 on할 때 
마다 원점을 설정하지 안흥면 안되는 결점이 있었다. 여기서,신 ABS(절대 스케일을 
가진) 정전용량식 검출기를 이용하여 전원ON 때마다 행한 원점설정을 하니 않고, 
게다가 대응속도의 제한이 없어, 긴 전지수명의 ABS-CD시리즈로 바뀌고 있다.
(1)사양
디지털 캘리퍼스(CD)에도 버니어 다이알캘리퍼스와 함께 M형, CM형 및 CNGUDDML 
타입이 있어, M형은 측정범위 100mm, 150mm, 200mm, 300mm, 450mm, 600mm, 1000mm 의 
7종류 CM형은 측정범위 200mm, 300mm, 450mm, 600mm, 1000mm의 5종류가 있습니다. 
또한 출력의 유무, 전원에 태양전지를 탑제한(전지교환 불필요) 타입과 작업현장에서
의 먼지등에 의한 고장을 방지하기 위한 검출부와 스케일부를 커버로 덮은 타입등의 
종류도 늘고 있다.
①CD-C 시리즈
M형.출력형 타입의 ABS-CD로 100mm~1000mm까지의 종류가 있다.

② CD-CP 시리즈
출력기능이 없는 타입으로 100mm, 150mm, 200mm 의 3종류를 국내에서 판매하고 있다. 
스위치가 표면(야광표시와 동일면)에 배치되어 롤러 및 출력기능이 없는 사양으로 
되어있습니다.
③ CD-SC(솔라 타입)시리즈
원점셋 불필요의 ABS검출방식으로 태양전지를 탑제하여 60lx(룩스)이상의 밝기가 
있으면 전지교환없이 사용가능한 특별한 디지털캘리퍼스, 출력형과 비출력형 타입이 
있어, 측정범위는 100mm, 150mm, 200mm의 3종류를 국내에서 판매하고 있다.
④ CD-JC(방수타입)시리즈
보관등급 IP-54(먼지보호 레벨:5, 물에 대한 보호레벨:4)로 가공현장의 연삭클렌트등
의 물보라나 먼지, 쓰레기등의 이물질이 검출부에 투입되지 않는 구조를 가진 ABS-CD
로 측정범위:100mm형이 판매되고 있다.
질량:240g
전원:버튼형 산화은전지SR44 2개
전지수명:약1년

4.3 특수캘리퍼스(전용캘리퍼스)
앞의 서술했듯이 캘리퍼스는 그 사용범위가 광장히 넓으므로 피측정물의 형태에 
따라 일반캘리퍼스에서는 측정이 곤란한 이른바 측정불가능등의 여러 경우가 
발생하고 있다. 여기서 이런 불편한 경우를 해결하기위해 개발된 것이 전용캘리퍼스
이다.
소비자의 요구로 만들어진 제품이나 회사 독자적으로 필요성을 상정하여 개발된 것
등, 다양한 종류가 있다. 주요한 점은 아래와 같이 서술한다. 현재, 버니어눈금 외 
거의 전용캘리퍼스가 디지털화되고 있다.
4.3.1 OFF SET 캘리퍼스
그림 4.3에 표기한 것과 같이 본척두부의 NOGO측나사를 풀면, 본척조를 바유롭게 
슬라이드시킬 수 있다. 따라서 일반캘리퍼스에서는 측정불가능한 단차가 잇는 
부분등의 측정에 편리하다. 측정범위는 0~15mm의 것으로 본척조의 이동가능범위는 
0~59mm이다.
그림 4.3 OFF SET 캘리퍼스

4.3.2 정압캘리퍼스
자동차, 가전, OA기기등의 부품에 수많은 플라스틱이나 고무계통의 부품을 사용하게 
되어 정확한 수치측정이 요구되고 있으나, 플라스틱이나 고무품부는 금속제부품에 
비교해 유연하여 캘리퍼스,마이크로 미터와 같은 측정기의 측정력에는 변형되어, 
정확한 측정이 곤란하다.
이 문제를 해결하기 위해, 개발된 것이 정압캘리퍼스이다. 구조는 그림 4.4과 같이 
조와 본척의 분리하여 평행스프링에 의한 일정한 측정력을 피측정물에 가하는 식으로 
되어있다.
본척의 조는 평행스프링에 의해 보호되어 평행스프링의 선단은 본체에 고정되어 있다. 
피측정물이 본척의 조에 접하면, 본척조는 이동하여 그 움직임은 본척조에 부착된 
연결핀이 섹터기아를 움직이게 하여 섹터기아에 맞물려 있는 피니온에 회전력을 가한다. 
피니온에 부착된 지침이 눈금한의 중앙지시선과 합치한(2개의 지시선의 사이에 들어
간 경우, 설정된 일정 측정력이 피측정물에 가해진다.
이 때의 슬라이더측의 다이알눈금 또는 디지털표시를 음독하여, 일정한 측정에 대한 
정확한 수치측정이 가능하다.
조작방법으로는 일반 다이알 또는 디자탈식 캘리퍼스와 같이 롤러손잡이(샘롤러)를 
손가락으로 돌리면서 슬라이더를 미동시켜, 피측정물을 조사이에 물려 정압위치의 
지침이 중앙지시선과 합치할 때 까지 슬라이더를 이동시켜 지침이 중앙부선과 일차한 
때의 치수를 음독한다.
그림 4.4 정압 캘리퍼스

4.3.3 홀피치 캘리퍼스
그림 4.5과 같이 내측용조를 CUT하여 오프셋조의 하단과 슬라이더의 외측용조의 
하단부를 원추상(직각40℃)의 측정면으로 한 것으로 등경(等徑), 이경(異徑)의 
홀간의 피치치수나 단차부의 홀피치 치수, 기준면에서의 홀위치등을 측정하는 데 
이용된다. 디지털식으로는 슬라이드의 표면에 조가 부착된 형태나 큰 피측정물등으로 
위에서 표시를 음독하는 사양도 있다.
그림 4.5 홀피치 캘리퍼스

5. 취급상 주의 사항
5.1 사용전의 주의
우선 죠의 측정면, 슬라이드면, 눈금면 등을 깨끗이 닦아서 기름 등의 이물질을 제거한다. 
피측정물의 측정개소도 충분히 닦는다. 다음에 버니어 캘리퍼스의 기점이 합치되어 
있는가? 반드시 0점을 확인하며, 본척과 슬라이더 죠의 외측 측정면을 가볍게 
합치시켜 광선에 비춰볼 때 그 사이의 틈이 보이지 않아야 한다. 광선이 겨우 보일 
정도면 3~5㎛정도의 틈이 생긴 것이다.
5.2 사용중의 주의
(1) 버니어 캘리퍼스는 “아베의 원리(Abbe's Principle)에 맞는 구조가 아니므로 
가능한한 죠의 안쪽(본척에 가까운쪽)을 택해서 측정하도록 하는 것이 좋다.
(2) M형 버니어 캘리퍼스의 죠의 선단은 폭이 좁은 홈등을 측정하는데 편리하도록 
얇게 만들어져 있기 때문에 비교적 마모가 빠르므로 될 수 있으면 본척에 가까운 쪽
을 사용하도록 한다.
(3) 조(내측, 외측), 뎁스바의 측정면은 피측정물에 정확히 접촉하도록 주의한다.
(4) 내측의 측정에 있어서 내경측정에는 최대치를 홈 간격의 측정에는 반대로 
최소치를 잡는데 특히 유의하도록 한다.
(5) 대부분의 버니어 캘리퍼스에는 정압장치가 없기 때문에 불필요한 측정력을 
주지 않도록 해야 한다.
(6) M형 버니어 캘리퍼스로 내경측정을 할 경우, 특히 작은구멍을 측정할 때는 
구조상 약간의 오차는 피할 수 없다.
(7) 피측정물을 이동가공하고 있을 때는 측정면의 마모가 심하게 되므로 사용하지 
않도록 한다.
(8) 특히 대형 버니어 캘리퍼스를 수직과 수평으로 사용할 때에는 약간 측정치의 
차이가 생기게 되므로 같은 자세로 측정하도록 하여야 한다.
(9) 눈금의 읽음은 시차(Parallex)를 염두에 두고 눈금으로부터 직각의 위치에서 
읽도록 한다.
(10) 버니어 캘리퍼스는 비교적 정도가 낮고 가격도 싸기 때문에 함부로 취급하는 
예가 많은데 모르는 사이에 오차를 발생하는 수가 많다.
5.3 사용후의 주의
(1) 사용후에는 전체를 잘 닦고 먼지나 절삭분 등이 슬라이더속으로 들어가지 
않도록 한다.
(2) 각부를 점검해서 불량한 곳이 있으면 곧 보수해야 한다. 예를 들면 측정면의 
돌기부는 오일스톤(Oil Stone)으로 수정하고 수정후에는 검사를 해야한다.
(3) 습기나 먼지가 적고 온도변화가 적은 곳에 보관하고 특히 대형 버니어 캘리퍼스
에서는 본척이 휘어지거나 측정면에 상처가 나지 않도록 잘 보관해야 한다.