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Der Nonius ist eine Hilfsteilung zur Steigerung der Ablesegenauigkeit auf Winkel- und Längenmessgeräten (z.B. auf einem Messschieber oder einem Maßstab zum Kartieren).
Messschieber.jpg mit Nonius]] Die Noniusskala wurde 1631 durch den französischen Mathematiker Pierre Vernier eingeführt, nach welchem sie auch in den meisten Ländern benannt wird. Die im deutschen Sprachraum übliche Bezeichnung Nonius geht auf den portugiesischen Geographen Pedro Nunes (latinisiert: Petrus Nonius; 1502 bis 1578) zurück, der den Nonius jedoch nicht erfand.
Das Prinzip des Nonius besteht darin, dass an dem Messgerät der Teilstrich einer festen Skala sowie der Teilstrich einer beweglichen Ableseskala zur Deckung kommen. Die Skala des Nonius hat meist 10 Teilstriche mit einem Abstand von 0,9 mm, 20 Teilstriche von 0,95 mm, 40 Teilstriche von 0,975 mm, oder wie hier im Beispiel 50 Teilstriche von 0,98 mm. Der Nonius gleitet während des Messvorganges an oder über der Hauptskala (dem Maßstab) vorbei und ermöglicht auf ihr das Messen von Teilstrecken mit einer Genauigkeit von 0,1 bzw 0,05 mm. Durch das Verhältnis 9:10 oder 19:20 gibt es immer einen Noniusstrich, der genau mit einem der Hauptskala koinzidiert. Bei feinen Strichen wird dadurch eine sichere Ablesung auf mindestens ein Zehntel ermöglicht. Es gibt auch Ausführungen bei der für eine leichtere Ablesbarkeit 10 Teilstriche auf der Ableseskala genau 19 Teilstrichen auf der Hauptskala entsprechen.
Das menschliche Auge vermag dabei 5/100 mm ohne besondere Hilfsmittel zu trennen. Es sind auch Teilungen bis zu 2/100 mm möglich, nur sind für die Ablesung dann zusätzliche Hilfsmittel zur Unterstützung des Auges erforderlich (Ableselupe).
Eine genaue Messung ist nur dann möglich, wenn das Abbesche Komparatorprinzip erfüllt ist. Das bedeutet, dass Prüfstück und Prüfgerät in einer Achse zu liegen kommen. Außerdem muss die Ablesung des Messwertes senkrecht zur Messskala erfolgen, um Parallaxefehler bei der Ablesung zu vermeiden.
Bei der bekanntesten Anwendung des Nonius, dem Messschieber, ist das abbesche Komparatorprinzip nicht erfüllt. Trotzdem ist er auf Grund seiner Einfachheit auch heute noch das preiswerteste und verbreitetste Messgerät des Mechanikers und Technikers.
Beispiel
MessschieberNonius.jpg Das Bild links zeigt eine Vergrößerung des Nonius eines Messschiebers aus dem Bild oben. Der Ablesewert beträgt 3,58 mm. Dabei werden die 3 mm an der oberen Skala abgelesen, die 0,58 mm an der unteren, siehe rote Markierungen. Der Messfehler liegt bei ca. 0,04mm. Denn zur Mess-Ungenauigkeit des Nonius von 0,02 mm kommt der Ablesefehler in der gleichen Größenordnung. Im Beispiel ist es nicht eindeutig, ob der rechte Wert bei 0,58 oder 0,60 liegt.
Die Messgenauigkeit lässt sich steigern, wenn gleichartige Objekte gleichzeitig vermessen werden können. Im Bild rechts misst der Messschieber für 32 Lagen einer Mylar-Folie eine Dicke von 450µm mit einem Fehler von +-50µm, d.s. ca. 10%. Aufgrund der Fehlerfortpflanzung beträgt der Fehler bei einer Schichtdicke ebenfalls ca. 10%, so dass die Folie eine Stärke von ca. 15µm +- 2µm aufweist.
Frühere Anwendungen
Früher fand der Nonius sehr häufige Anwendung, z.B. auch bei den Theodoliten. An diesen werden seit einigen Jahrzehnten Glasskalen und Messmikroskope mit Mikrometern verwendet, welche die Genauigkeit auf mindestens 1% der Skalenstriche erhöhen. Neuere Tachymeter haben meist elektro-optische Ablesung.
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"Nonius"
