Comment lire un pied à coulisse Vernier (sans vous tromper)

Une lecture de pied à coulisse Vernier comporte deux parties. Vous lisez l'échelle principale juste avant le zéro de l'échelle coulissante, puis vous trouvez la seule ligne sur l'échelle coulissante (Vernier) qui s'aligne exactement avec une ligne de l'échelle principale. L'échelle principale plus le numéro de cette ligne multiplié par la graduation donne votre mesure. C'est ainsi qu'on lit un pied à coulisse Vernier. Le reste de cet article explique comment le faire sans les erreurs qui piègent presque tout le monde la première fois.

Ce que font réellement les deux échelles

L'échelle principale est simplement une règle graduée en millimètres. Elle seule peut vous dire qu'une pièce se trouve "quelque part entre 24 et 25 mm". L'échelle Vernier est l'ingéniosité : elle comprime 10 divisions dans 9 mm, donc chaque division mesure 0,9 mm, soit un dixième de millimètre de moins qu'une division de l'échelle principale.

À cause de cette infime différence, seule une ligne Vernier peut s'aligner exactement sur une ligne de l'échelle principale à tout moment. S'il s'agit de la 3e ligne, les mors se sont ouverts de 0,3 mm au-delà du dernier millimètre entier. Le pied à coulisse effectue la division pour vous.

Cette différence entre une division de l'échelle principale et une division de l'échelle Vernier correspond à la valeur du prix. Voici la valeur du prix du pied à coulisse Vernier pour les trois échelles courantes :

Si votre papier d'examen ne vous indique pas la valeur du prix, calculez-la ainsi avant de lire quoi que ce soit. Un pied à coulisse de 0,02 mm lu comme s'il était de 0,1 mm est erroné d'un facteur de cinq.

Lecture étape par étape

Disons que vous mesurez le diamètre d'une pièce de monnaie.

1. Fermez délicatement les mâchoires sur la pièce. Ne serrez pas. Si vous serrez la vis de verrouillage tout en poussant fort, vous mesurez une pièce écrasée et une mâchoire tordue.
2. Repérez le zéro de l'échelle Vernier. Regardez le long de l'échelle principale jusqu'à l'endroit où le 0 de l'échelle coulissante se situe. Supposons qu'il soit juste après 24 mm. Votre lecture de l'échelle principale est de 24 mm, la dernière marque avant le zéro, même si le zéro est très proche de 25.
3. Trouvez la ligne qui correspond. Promenez votre regard le long de l'échelle de Vernier et cherchez la seule ligne qui s'aligne parfaitement avec une ligne de l'échelle principale (n'importe quelle ligne de l'échelle principale ; elle n'a pas besoin d'être 24 ou 25). Dites que c'est la ligne 3.
4. Ajoutez.24 + (3 × 0,1) = 24,3 mm.

Avec un pied à coulisse de 0,02 mm, les chiffres de Vernier vont généralement de 0 à 10 avec quatre petites lignes entre chacun. La ligne « 3 » sur cette échelle est en réalité la 15ᵉ division, elle vaut donc 15 × 0,02 = 0,30 mm. Comptez les divisions, pas les chiffres imprimés, jusqu'à ce que vous soyez habitué.

Erreur de zéro : le petit détail que tout le monde oublie

Vérifier l'erreur de zéro d'un pied à coulisse de Vernier prend cinq secondes. Fermez complètement les mors sans rien entre eux. Le zéro de Vernier doit s'aligner exactement avec le zéro de l'échelle principale. Sur beaucoup de pieds à coulisse scolaires, ce n'est pas le cas, car les mors sont usés ou un peu de poussière est coincé entre eux.

• Si le zéro de Vernier se trouve légèrement à droite du zéro principal, chaque lecture est trop élevée. C'est une erreur nulle positive, disons +0,2 mm.
• Si elle se situe à gauche, chaque lecture est trop faible : une erreur nulle négative.

La correction est toujours la même : valeur vraie = lecture − erreur nulle. Avec une erreur de +0,2 mm, une lecture de 24,3 mm devient 24,1 mm. Avec une erreur de −0,2 mm, elle devient 24,5 mm, car soustraire un négatif ajoute.

Pour lire une erreur nulle négative, trouvez la ligne correspondante et comptez-la à partir de l'extrémité 10, pas de l'extrémité 0. Si la ligne 8 correspond sur une échelle de 0,1 mm, l'erreur est −(10 − 8) × 0,1 = −0,2 mm.

Les erreurs qui coûtent des points

Lire l'échelle principale au mauvais repère. Les étudiants prennent souvent le repère principal le plus proche, qui est parfois celui qui suit le zéro du vernier. C'est toujours celui qui précède.

Ajouter la ligne du vernier en millimètres."24 + 3 = 27 mm" arrive plus souvent qu'on ne le pense. La ligne du vernier vaut le pas de l'échelle × numéro de ligne.

Choisir une ligne qui est « presque » alignée. Les lignes de chaque côté de la ligne de droite semblent proches. Cherchez celle où les deux lignes forment une ligne droite unique, et vérifiez que les voisines semblent également décalées en sens opposés.

Ajouter l'erreur de zéro au lieu de la soustraire. Écrivez la formule à chaque fois : lecture − erreur de zéro.

Utiliser les bonnes mâchoires. Les grandes mâchoires inférieures mesurent les dimensions extérieures, comme une pièce ou une bille. Les petites mâchoires supérieures mesurent les dimensions intérieures, comme le trou dans une rondelle. La tige fine qui sort de l'extrémité mesure les profondeurs.

Omettre les unités ou la précision. Un pied à coulisse de 0,1 mm donne des résultats comme 24,3 mm, jamais 24,30 mm et jamais 24 mm. Écrivez la valeur avec la précision de l'instrument.

Foire aux questions

Quel est le moins compté d'un pied à coulisse Vernier ?

Le moins compté est la plus petite longueur qu'un pied à coulisse Vernier peut mesurer. Il équivaut à une division de l'échelle principale moins une division de Vernier. La plupart des pieds à coulisses scolaires ont une précision de 0,1 mm (10 divisions de Vernier sur 9 mm) ; les modèles plus précis lisent jusqu'à 0,05 mm ou 0,02 mm. Vérifiez toujours lequel vous avez avant de prendre une lecture.

Comment corrige-t-on une erreur de zéro ?

Soustrayez-la de chaque lecture : valeur vraie = lecture − erreur de zéro. Une erreur de zéro positive (le zéro de Vernier est à droite du zéro principal) rend les lectures trop grandes, donc la soustraire les réduit. Une erreur de zéro négative rend les lectures trop petites, et soustraire un nombre négatif l'ajoute à nouveau.

Un pied à coulisse Vernier est-il plus précis qu'un micromètre ?

Non. Un pied à coulisse Vernier typique mesure jusqu'à 0,1 mm ou 0,02 mm, tandis qu'un micromètre à vis mesure jusqu'à 0,01 mm. Utilisez un pied à coulisse pour les objets plus grands, les diamètres intérieurs et les profondeurs, et un micromètre pour les petits objets minces comme le fil ou l'épaisseur du papier. Des longueurs précises sont également importantes dans d'autres travaux pratiques, par exemple lors de la détermination de g avec un pendule simple. Non. Un pied à coulisse Vernier typique mesure jusqu'à 0,1 mm ou 0,02 mm, tandis qu'un micromètre à vis mesure jusqu'à 0,01 mm. Utilisez un pied à coulisse pour les objets plus grands, les diamètres intérieurs et les profondeurs, et un micromètre pour les petits objets minces comme le fil ou l'épaisseur du papier. Des longueurs précises sont également importantes dans d'autres travaux pratiques, par exemple lors de la détermination de g avec un pendule simple..

Pratiquez jusqu'à ce que ce soit automatique

Lire au vernier est un savoir-faire, tout comme lire une montre à aiguilles. Les premiers prennent une minute chacun ; après vingt, vous le ferez en quelques secondes. Ouvrez le simulateur de pied à coulisse Vernier, serrez les mâchoires sur une pièce ou un bloc mystère, et saisissez votre lecture. Si vous vous trompez, le vérificateur vous indique où vous avez fait erreur : mauvais repère de l'échelle principale, erreur de zéro ajoutée au lieu d'être soustraite, et ainsi de suite. Une fois que vous êtes confiant, désactivez les lignes d'aide et activez l'erreur de zéro. C'est les conditions d'examen.

La même page propose un palmer, qui donne des mesures dix fois plus précises. Son principe est similaire, avec une échelle du fourreau et un tambour rotatif à la place d'une échelle coulissante.