자주 묻는 질문

버니어 캘리퍼스는 하나의 길이를 두 눈금에서 동시에 읽는 정밀 측정 기구입니다. 밀리미터로 새겨진 고정 주척이 측정값의 정수 부분을 주고, 그 옆에 새겨진 짧고 미끄러지는 부척이 주척으로는 너무 거칠어 표시할 수 없는 소수 부분을 되찾아 줍니다. 둘이 합쳐지면 배터리도 모터도 전자 회로도 없이, 손에 드는 기구가 0.02 mm까지 분해합니다 — 그 바탕이 되는 밀리미터 자보다 쉰 배 미세한 값입니다. 일반적인 현장용 캘리퍼스는 0~150 mm를 다루고 두 쌍의 조와 깊이 측정자를 갖추고 있어, 하나로 외부 치수·내부 치수·깊이를 모두 잽니다.

보조 눈금이 달린 자라고 생각하세요. 자만 있으면 물체가 24 mm와 25 mm 사이 어딘가라는 것까지만 알 수 있고 나머지는 어림짐작입니다. 부척은 그 짐작을 없앱니다. 부척의 한 칸은 주척 한 칸보다 일부러 조금 짧게 만들어져서, 어느 순간에도 그중 하나만 주척의 선과 정확히 같은 높이에 놓일 수 있습니다. 맞아떨어진 선을 찾으면 그 번호가 24 mm에서 실제로 얼마나 더 갔는지 알려 줍니다. 정수 밀리미터는 자에서, 소수는 보조 눈금에서, 둘을 더하면 끝입니다.

캘리퍼스는 기구입니다 — 본척, 두 쌍의 조, 그리고 부품에 실제로 닿는 깊이 측정자. 버니어는 그것을 읽는 눈금이며, 피에르 베르니에가 고안했고 다른 여러 기구에도 쓰입니다. 그러니 버니어 캘리퍼스란 부척으로 읽는 캘리퍼스라는 뜻일 뿐입니다. 다이얼 캘리퍼스와 디지털 캘리퍼스는 부척을 기어로 움직이는 바늘이나 전자식 인코더로 바꾼 같은 기구입니다. 현장에서는 기구 전체를 그냥 “버니어”라고 줄여 부르는데, 혼동은 거기서 옵니다.

부척은 1631년 프랑스 수학자 피에르 베르니에가 측량용 사분의에 관한 논문에서 발표했습니다. 이는 1542년 포르투갈 수학자 페드루 누느스가 기술한 사선 눈금 방식을 정교하게 다듬은 것이며, 유럽 여러 지역에서 이 눈금을 여전히 “노니우스”라 부르는 이유이기도 합니다. 베르니에 자신은 이 눈금을 캘리퍼스에 붙인 적이 없습니다 — 미끄럼식 캘리퍼스는 이미 있었고, 중국에서는 서기 9년의 청동 제품이 확인되었습니다. 둘이 현대 현장 기구로 합쳐진 것은 1851년 Brown & Sharpe의 조지프 R. 브라운에 의해서였고, 이것이 일반 작업에 쓸 만큼 정확하고 값도 감당할 만한 첫 판이었습니다.

눈금이 없는 고전적인 두 종류는, 다리가 안쪽으로 굽어 축을 잡는 외경 컴퍼스와, 다리가 바깥으로 벌어져 구멍을 가로지르는 내경 컴퍼스입니다. 둘 다 눈금이 없습니다. 대상에 맞춰 놓고, 빼낸 뒤, 다리를 자에 대고 잽니다. 오늘날 작업대에서 만날 가능성이 훨씬 큰 둘은, 새겨진 눈금으로 읽는 버니어 캘리퍼스와 LCD로 읽는 디지털 캘리퍼스이며, 기계식 중간 지점으로 다이얼 캘리퍼스가 세 번째로 있습니다.

네 동작입니다. 부척의 0이 이미 지나온 마지막 주척 밀리미터 눈금을 찾습니다 — 그것이 주척 읽음값입니다. 부척을 따라가며 주척의 선과 정확히 같은 높이에 놓인 단 하나의 눈금을 찾습니다. 그 눈금 번호에 최소 눈금(보통 0.02 mm)을 곱합니다. 둘을 더합니다: TR = MSR + (VSR × LC). 부척의 0이 24 mm를 막 지났고 열다섯 번째 눈금이 일치한다면 24 + (15 × 0.02) = 24.30 mm입니다. 시작 전에 조를 닫아 기구가 영점을 가리키는지 확인하고, 어긋남이 있으면 보정하세요.

조와 부품을 닦고, 조를 완전히 닫아 눈금이 영점을 가리키는지 확인합니다. 작업에 맞는 부분을 고르세요. 외부 치수에는 아래쪽 긴 조, 내부 치수에는 위쪽 측정날, 깊이에는 끝에서 나오는 자를 씁니다. 부품을 고정 조에 앉히고 가벼운 접촉이 느껴질 때까지 조절 롤러로 이동 조를 붙입니다 — 세게 죄면 물체가 얼마나 눌리는지를 재게 되지, 얼마나 큰지를 재는 것이 아닙니다. 들어서 읽어야 한다면 고정 나사를 잠그고, 시차로 눈금이 어긋나 보이지 않도록 정면에서 보며, 내려놓기 전에 조를 풀어 주세요.

미터계 캘리퍼스는 정수 밀리미터 주척과 50·20·10 눈금 중 하나의 부척을 가지며, 최소 눈금은 각각 0.02, 0.05, 0.1 mm가 됩니다. 부척의 0이 지나온 마지막 밀리미터 눈금을 읽고, 일치하는 부척 눈금을 찾아 최소 눈금을 곱해 더합니다. 흔한 50눈금 캘리퍼스에서 부척은 다섯 칸마다 0부터 10까지 번호가 매겨져 있고, 그 숫자 하나가 0.1밀리미터에 해당합니다 — 즉 3이라고 적힌 선이 일치하면 밀리미터 눈금에서 0.30 mm 지난 것이고, 거기서 두 칸 더 간 선이면 0.04 mm가 더해집니다.

인치계 캘리퍼스는 주척의 1인치를 마흔 등분하므로 한 눈금이 0.025 in이고, 네 눈금마다 0.1인치로 번호가 붙습니다. 부척에는 25눈금이 있어 최소 눈금은 0.025 ÷ 25 = 0.001 in입니다. 번호가 붙은 0.1인치를 읽고, 부척의 0이 거기서 지나온 작은 눈금마다 0.025 in씩 더한 다음, 일치한 부척 눈금을 1000분의 1인치 단위로 더합니다. 부척의 0이 1.4 in에서 작은 눈금 세 칸을 지났고 부척의 열두 번째 선이 일치한다면 1.4 + 0.075 + 0.012 = 1.487 in입니다.

부척의 눈금은 주척의 눈금보다 일부러 조금 짧게 만들어집니다. 50눈금 부척에서는 50개의 눈금이 49 mm를 차지하도록 배치되므로, 한 칸은 0.98 mm — 1밀리미터보다 정확히 0.02 mm 짧습니다. 이 차이가 쌓이기 때문에 부척 선 중 한 번에 하나만 주척 선과 같은 높이에 놓일 수 있고, 그것이 어느 선인지가 측정값의 소수 부분을 알려 줍니다.

최소 눈금은 기구가 구별할 수 있는 가장 작은 차이이며, 주척 한 눈금을 부척 눈금 수로 나눈 값과 같습니다. 1 mm 주척에 50눈금 부척이면 1 ÷ 50 = 0.02 mm입니다. 20눈금이면 0.05 mm, 10눈금이면 0.1 mm입니다. 주척 한 눈금과 부척 한 눈금의 차이와 같기 때문에 버니어 상수라고도 부릅니다.

길이 치수 — 두 면 사이의 거리 — 를 밀리미터나 인치로 잽니다. 일반적인 0~150 mm 기구라면 축 지름이나 판 두께 같은 외부 치수, 구멍이나 홈 너비 같은 내부 치수, 막힌 구멍이나 단차 같은 깊이를 모두 0.02 mm 분해능으로 다룹니다. 각도, 진원도, 평면도, 표면 거칠기, 힘은 재지 못합니다. 각각 별도의 기구가 필요합니다.

네 가지이며, 좋은 캘리퍼스는 도구를 바꾸지 않고 그 모두를 해냅니다. 아래쪽 긴 조는 외부 측정을 맡습니다 — 축 지름, 소재 두께, 부품 너비. 위쪽 측정날은 내부 측정을 맡습니다 — 구멍 지름, 홈과 그루브의 너비. 끝에서 나오는 깊이 측정자는 구멍 깊이와 자리파기를 잽니다. 본척 끝의 평평한 단은 단차 높이, 즉 한 면에서 다른 면으로의 낙차를 잽니다. 금긋기는 조가 자주 동원되는 다섯 번째 용도이지만, 측정면을 무디게 하므로 금긋기 바늘로 하는 편이 낫습니다.

치수가 100분의 몇 밀리미터까지 맞아야 하고 자로는 부족한 모든 곳입니다. 기계공은 선반·밀링 가공한 부품을 도면과 대조하고, 조립공은 조립 전에 축과 구멍의 틈새를 확인하며, 자동차 정비사는 브레이크 디스크·패드·베어링 메탈의 마모를 잽니다. 학교와 대학 실험실에서는 밀도와 부피 실습에 쓰는데, 캘리퍼스 읽기가 그토록 많은 교과 과정에 등장하는 이유이기도 합니다. 만드는 사람들은 3D 프린팅·CNC 부품, 귀금속, 총기, 탄약 재장전 작업에서 끊임없이 손에 듭니다. 특히 버니어식은 배터리가 위험 요소가 되는 곳 — 절삭유 속, 현장, 시험장 — 에서 여전히 선호됩니다.

캘리퍼스는 물체의 마주 보는 두 면 사이 거리를 자보다 정밀하고 재현성 있게 재며, 자가 닿지 못하는 곳까지 닿습니다. 구멍 건너편 벽, 막힌 구멍의 바닥, 어떤 직선 자로도 가로지를 수 없는 축의 지름 같은 곳입니다. 단순한 스프링식 컴퍼스는 치수를 옮겨 담을 뿐이어서 나중에 자로 읽어야 하지만, 버니어식·다이얼식·디지털식 캘리퍼스는 자체 눈금을 지녀 숫자를 바로 줍니다. 자동차를 검색하다 오신 분을 위해 덧붙이면, 영어로 같은 “caliper”인 브레이크 캘리퍼는 전혀 무관한 부품으로, 패드를 디스크에 눌러 주는 역할을 할 뿐 아무것도 재지 않습니다.

구멍을 잴 수는 있지만, 조금 작게 읽힌다고 보아야 합니다. 위쪽 측정날은 끝에 작은 반경이 있어 벽에서 가장 넓은 지점까지 완전히 닿지 못하고, 구멍이 작아질수록 오차가 커집니다. 캘리퍼스를 구멍 안에서 좌우로 흔들며 가장 큰 값을 취하세요. 중심을 벗어난 선은 모두 현이고, 현은 지름보다 짧기 때문입니다. 끼워맞춤 구멍이라면 실린더 게이지나 내경 마이크로미터를 쓰세요.

영점 오차는 조를 완전히 닫아 아무것도 표시하지 않아야 할 때 기구가 표시하는 값입니다. 부척의 0이 주척의 0보다 오른쪽에 있으면 오차는 양수이고, 모든 측정값에서 빼면 됩니다. 왼쪽에 있으면 오차는 음수이고, 보정값을 더하면 됩니다. 조는 여전히 있어야 할 자리에 있습니다. 거짓말을 하는 것은 눈금뿐입니다.

캘리퍼스가 더 다재다능한 기구입니다. 0~150 mm 범위에서 외부 치수·내부 치수·깊이를 보통 0.02 mm까지 잽니다. 마이크로미터는 외부 치수만, 프레임 하나당 약 25 mm 범위에서 재지만 0.01 mm까지 분해하고, 래칫이 측정압을 제어하므로 반복 정밀도가 더 좋습니다. 일반 작업에는 캘리퍼스를, 공차가 대략 0.02 mm보다 빡빡할 때는 마이크로미터를 집으세요.

어떤 기구도 자기 최소 눈금보다 미세한 치수를 보고할 수 없기 때문입니다. 5/8인치 볼은 15.875 mm입니다. 0.02 mm 캘리퍼스는 15.88을 보고하고, 0.05 mm 캘리퍼스는 15.90에만 도달할 수 있습니다. 어느 쪽도 틀리지 않았습니다 — 둘 다 자기 눈금이 허용하는 최선을 다하고 있을 뿐입니다. 시뮬레이터에 베어링 볼을 불러오고 최소 눈금을 바꿔 직접 확인해 보세요.

디지털 캘리퍼스는 읽기가 빠르고 시차 오차와 잘못 읽는 일을 없애 줍니다. 오늘날 대부분의 현장이 이것을 쓰는 이유입니다. 버니어 캘리퍼스는 배터리가 필요 없고, 드리프트가 없으며, 전자식 눈금이라면 망가질 절삭유와 칩 속에서도 살아남습니다. 또한 부척을 배우는 일이야말로 그 숫자가 무엇을 뜻하는지 가르쳐 줍니다 — 읽기 능력이 지금도 시험에 나오는 이유입니다.

미쓰토요가 통상적인 기준점입니다 — 일본 제조, 소급성 있는 교정, 평면과 평행을 유지하는 조, 그리고 대부분의 현장과 표준 실험실이 기준으로 삼는 이름입니다. Starrett, Tesa, Brown & Sharpe가 그 곁에 있고, 유럽에서는 Mahr와 Preisser가 흔한 선택입니다. 그 아래로는 Insize, Baker, Yuzuki 같은 제조사가 교육과 일반 작업에 충분히 쓸 만한 기구를 훨씬 낮은 값에 내놓습니다. 이들을 가르는 것은 눈금이 아닙니다 — 눈금은 새김일 뿐입니다 — 본척의 강성, 조의 평행도와 마감, 그리고 미끄러짐의 매끄러움입니다. 값싼 캘리퍼스가 닫은 상태에서는 제대로 읽히다가 본척을 따라 갈수록 어긋나는 이유가 그것입니다. 소급성 있는 교정 성적서가 딸린 것을 사고, 라벨을 믿는 대신 게이지 블록으로 확인하세요.