ভার্ণিয়ার ক্যালিপার কি? ভার্ণিয়ার স্কেলের কার্যনীতি


ভার্ণিয়ার স্কেল একটি অতি গুরুত্বপূর্ণ এবং মূল্যবান পরিমাপক যন্ত্র। এটি  কোন বস্তুর বাহিরের এবং ভিতরের দূরত্ব  নির্ভুলভাবে পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এটিকে এমনভাবে প্রস্তুত করা হয় যাতে এর যান্ত্রিক ত্রুটি খুবই নগন্য হয়ে থাকে এবং তা 0.05 mm এর মত হয়ে থাকে যা খুবই নগন্য। এটিতে একটি মূল স্কেল থাকে  এবং পরিমাপের সুবিধা এবং পরিমাপকৃত বস্তুতে সঠিকভাবে সমন্বয় করে স্থাপন করার জন্য তার সাথে চলমান একটি খন্ডিত বা ছোট স্কেল সংযুক্ত থাকে। একটি সাধারণ স্কেল দ্বারা আমরা সাধারণত 0.50 mm  পর্যন্ত পরিমাপ করতে পারি। কিন্তু একটি ভার্ণিয়ার স্কেল দ্বারা 0.10 mm  পর্যন্ত বা তারথেকে কমও পরিমাপ করা সম্ভব।আরো সুবিধাজনক হল ভার্ণিয়ার স্কেল দ্বারা ইঞ্চি  এবং মিলিমিটার দুটো এককেই পরিমাপ করা যায়।



ভার্ণিয়ার স্কেল একটি খুবই মূল্যাবান পরিমাপক যন্ত্র। এটিকে তিন ধরণের পরিমাপের কাজে ব্যবহার করা যেতে পারে, যথা- বাহিরের দূরত্ব (যেমন কোন বস্তুর দৈর্ঘ্য), ভিতরের দূরত্ব (যেমন কোন খাজের ভিতরের অংশ কিংবা একটি বড় ছিদ্রের ভিতরের দূরত্ব) এবং গভীরতা (যেমন একটি বড় ছিদ্রের গভীরতা বা একটি ধাপের উচ্চতা)।

এই স্কেল এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ স্কেল যা ইঞ্জিনিয়ারিং এর সকল ক্ষেত্রে কাজে লাগে। তবে বিশেষ করে মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের সবচাইতে বেশি প্রয়োজন হয়। বলতে গেলে এটি ছাড়া মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের কার্যক্রম যেন অচল। তাছাড়া  ইলেকট্রিক্যাল ওয়ার গেজ পরিমাপ, সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং সহ সকল ইঞ্জিনিয়ারিং ক্ষেত্রে এটি কম বেশি ব্যবহৃত হয়ে থাকে। এক কথায় এটিকে ইঞ্জিনিয়ারিং পরিবারের একটি অন্যতম অংগ বলা যায়।

ভার্ণিয়ার স্কেল বিভিন্ন সাইজের বা আকৃতির পাওয়া যায়। সবেচেয়ে বেশি প্রচলিত হল ০-৬ ইঞ্চি ভার্ণিয়ার স্কেল। এটি একটি ম্যানুয়াল পরিমাপক। 




তবে বর্তমান ভার্ণিয়ার স্কেলগুলো ডিজিটাল- এতে একটি এল, সি, ডি ডিসপ্লে সংযুক্ত থাকে যা স্বয়ংকৃয়ভাবে মাপ দেখায়। যার ফলে ম্যানুয়াল স্কেলের মত ভূল ত্রুটি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে না বললেই চলে। নিচের এরকম একটি ডিজিটাল ভার্ণিয়ার ক্যালিপার এর চিত্র সংযুক্ত করা হল। 



ছোট আকৃতির ভার্ণিয়ার ক্যালিপার দ্বারা ১৫০ মিলিমিটার পর্যন্ত এবং বড় আকৃতির ভার্ণিয়ার দ্বারা ২০০০ মিলিমিটার পর্যন্ত পরিমাপ করা যায়। 

ভার্ণিয়ার স্কেলের কার্যনীতি ( Working Principle Of The Vernier Scale):- 

ভর্ণিয়ার স্কেলের কার্যনীতি সম্পর্কে কিংবা এটি দ্বারা কিভাবে পরিমাপ করতে হয় সেটা জানতে গেলে আমাদেরকে অবশ্যই এই স্কেলের বিভিন্ন অংশ এবং পাঠের সাথে পরিচিত হতে হবে। উপরের চিত্রগুলোতে  আপনাদেরকে বিভিন্ন অংশ সম্পর্কে দেখানো হয়েছে। এই স্কেলে মুলত দুইটি দাগাঙ্কিত স্কেল থাকে। একটি হচ্ছে প্রধান বা মূল স্কেল যেটি দেখতে বড় এবং যা নড়াচড়া করতে পারে না। আর একটি স্কেল রয়েছে যেটি ছোট এবং যা প্রধান বা মূল স্কেলের উপর দিয়ে ডানে অথবা বামে চলাচল করতে পারে। এটিই হল ভার্ণিয়ার স্কেল। এটি যেহেতু মূল স্কেলের উপর দিয়ে স্লাইডিং করে ডানে বামে যেতে পারে তাই এই স্কেলের আরেক নাম স্লাইস ক্যালিপার্স। এই ভার্ণিয়ার স্কেলে ১০ মিলিমিটার পর্যন্ত দাগ অঙ্কিত থাকে মূলত যাকে ২০ টি ভাগে ভাগ করা হয়েছে। অর্থাৎ প্রত্যেক ঘরের মান হল ০.৫। আর এর দ্বারা আমরা ভার্ণিয়ার ধ্রুবক নির্ণয় করতে পারি। যদি আরো সহজ করে হিসেব করি তাহলে ভার্ণিয়ার স্কেলের মোট ঘর সংখ্যা দ্বারা ১ কে ভাগ করলে আমরা যেটা পাই সেটাই হল ভার্ণিয়ার ধ্রুবক। যদি কোন ভার্ণিয়ার স্কেলে ২০ টি দাগাঙ্কিত ঘর থাকে তাহলে আমরা যদি উপরের সূত্র অনুযায়ী হিসেব করি তাহলে ১÷২০=০.০৫ অর্থাৎ ০.০৫ হল ভার্ণিয়ার ধ্রুবক। এখন কথা হল আমরা "১" সংখ্যাটিকে কেন ভার্ণিয়ার স্কেলের মোটা ঘর সংখ্যা দ্বারা ভাগ করলাম? হ্যাঁ এখানে ভার্ণিয়ার ধ্রুবক নির্ণয় করতে হলে প্রধান স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগ ভার্ণিয়ার স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের চাইতে কতটুকু ছোট সেটা নির্ণয় করতে হবে। অর্থাৎ  প্রধান স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের চেয়ে ভার্নিয়ার স্কেলের এক ভাগ ঠিক কতটুকু ছোট তার পরিমাণকে ভার্নিয়ার ধ্রুবক বলে।
এখন প্রধান স্কেলের ক্ষুদ্রতম এক ভাগের দৈর্ঘ্য s এবং ভার্নিয়ার স্কেলের ভাগ সংখ্যা n হলে, ভার্নিয়ার ধ্রুবক= s÷n.  আর ভার্ণিয়ার স্কেল দ্বারা কোনকিছু পরিমাপ করতে
গেলে ভার্ণিয়ার ধ্রুবক একটি অত্যান্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। 

প্রধান স্কেল পাঠও একটি গুরুত্বপূর্ণ  বিষয়। ধরুন আপনি পরিমাপ করার জন্য কোন একটি বস্তু বা জবকে ভার্ণিয়ার স্কেলের চোয়ালে আটকেছেন। এখন আপনাকে খুজে বের করতে হবে ভার্ণিয়ার স্কেলের "০" দাগটি প্রধান স্কেলের কোন দাগটি অতিক্রম করেছে। এখানে একটি বিষয় গুরুত্বপূর্ণ, সেটা হল আমাদের অবশ্যই খুজে বের করতে হবে "০" দাগটি কোন দাগ অতিক্রম করেছে। "০" দাগটি যদি কোন দাগের সাথে যদি পুরোপুরি মিলে যায় তাহলে তার পূর্বের দাগের পাঠ নিতে হবে কেননা যেখানে পুরোপুরি মিলেছে সেখানে কিন্তু ঐ দাগটি অতিক্রম করেনি পূর্বের দাগটি অতিক্রম করেছে। এটি অত্যান্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। যাইহোক প্রধান স্কেলের পাঠ তো নেওয়া শেষ এবার তাহলে কি করবো? যেহেতু ভার্ণিয়ার ধ্রুবক জেনেছি। প্রধান স্কেলের পাঠ নিয়েছি। তাহলে চলুন পরবর্তি ধাপে। 

এবার যেটা প্রয়োজন সেটা হল ভার্ণিয়ার সমপাতন। আপনারা যারা ফিজিক্স পড়েছেন বা ইঞ্জিনিংয়ারিং পড়েছেন তারা অবশ্যই এ সম্পর্কে জানেন। আমি আবারো আপনাদের কাছে বিষয়টি ক্লিয়ার করার চেষ্টা করবো। ধরুন আপনি ভার্ণিয়ার স্কেলের চোয়ালে কোন বস্তুকে আটকেছেন পরিমাপ করার সময়। এবং তা থেকে একটি মাপ আপনি পেয়েছেন। এবার ঐ অবস্থায় আপনাকে আরো একটি বিষয় খুজে বের করতে হবে। সেটি হল দুইটি স্কেল অর্থাৎ প্রধান স্কেল এবং ভার্ণিয়ার স্কেলের কোন একটি দাগ পরষ্পর পুরোপুরি মিলে গেছে কিনা? ধরুন প্রধান বা মূল স্কেলের যে কোন একটি দাগ ভার্ণিয়ার স্কেলের ৩ দাগের সাথে মিলে গেছে। তাহলে ৩ সংখ্যাটিই হবে ভার্ণিয়ার সমপাতন। এর কোন একক নেই। 

নিশ্চই খুব সহজেই বুঝে গেছেন উপরের বিষয়গুলো। ভাবছেন এটাই শেষ। কিন্তু না আরো একটি বিষয় রয়ে গেছে। সেটা হল যান্ত্রিক ত্রুটি। আমরা জানি প্রতিটি যন্ত্রে কিছু না কিছু ত্রুটি থাকতেই পারে। আর একটি ভার্ণিয়ারে যেহেতু চলমান অংশ রয়েছে সেহেতু সেখানেও যান্ত্রিক ত্রুটি থাকাটা স্বাভাবিক। কিংবা দীর্ঘদিন ব্যবহারের ফলেও যান্ত্রিক ত্রুটি দেখা দিতেই পারে। তাহলে আমরা কি করবো। তাহলে কি উক্ত যন্ত্রটি বাদ দিয়ে দিবো? নাকি মেরামত করবো। না আসলে তেমন কিছুই না। আমরা খুজে বের করার চেষ্টা করবো উক্ত যন্ত্রে কি ধরণের ত্রুটি বিদ্যমান । তার জন্য আমরা ভার্ণিয়ার এর দুটো চোয়ালকে একসাথে পুরোপুরি মিশিয়ে দিবো এবং তারপর লক্ষ্য করবো যে, ভার্ণিয়ার স্কেলের "০" দাগ এবং প্রধান স্কেলের "০" দাগ দুটো পুরোপুরিভাবে মিলেছে কিনা। যদি পুরোপুরি ভাবে মিলে যায় তাহলে তো হয়েই গেল। মানে আমাদের যন্ত্রে কোন যান্ত্রিক ত্রুটি নেই। কিন্তু যদি না মিলে। হ্যাঁ যদি না মিলে তাহলে আমরা খুঁজে বের করবো ভার্ণিয়ারের "০" দাগটি ঠিক কোথায় অবস্থান করছে। যদি তা প্রধান স্কেলের "০" দাগের আগে অর্থাৎ বামে অবস্থান করে তাহলে তাকে আমরা ঋণাত্বক ত্রুটি হিসেবে চিহ্নিত করবো যার মান হবে মাইনাস। ধরুন ভার্ণিয়ার স্কেলের "০" দাগ প্রধান স্কেলের শূন্য দাগের ২ ঘর আগে অবস্থান করছে। তাহলে ঋণাত্বক ত্রুটি হবে "-২"। কিন্তু ভার্ণিয়ার স্কেলের "০" দাগ যদি প্রধান স্কেলের "০" দাগের পরে বা ডানে অবস্থান করে তাহলে তা হবে ধণাত্বক ত্রুটি অর্থাৎ ২ যদি দুই ঘর ত্রুটি হয় আমরা তাকে +২ দ্বারা প্রকাশ করতে পারবো।  এবার ধরুন সমপাতন খুঁজতে গিয়ে আপনি দেখলেন দুই বা ততোধিক দাগ প্রধান স্কেলের দাগের সাথে মিলে গেছে তখন আপনি কি করবেন? হ্যাঁ এটাও খুব সহজ! তখন সবার প্রথমে কাছাকাছি যে দাগটি থাকবে ওটাকেই আমরা সমাপাতন হিসেবে ধরে নিবো।   

এইতো অনেক কিছু তোর নির্ণয় করে ফেললাম কিন্তু বস্তুটির পরিমাপ তো আমরা নির্ণয় করতে পারিনি এখনও। হ্যাঁ বস্তুটির পরিমাপই এবার আমরা মূল সূত্রের সাহায্যে নির্ণয় করবো। কিন্তু সেই জন্য যে জিনিসগুলো প্রয়োজন তাই আগে আপনাদের জানালাম এবং নিশ্চই আপনারা তা বুঝতে পেরে গেছেন। তাহলে চলুন দেখা যাক উপরের তথ্যগুলোর আলোকে মূল সূত্রটা কি?

সূত্রটি হলঃ-

প্রধান স্কেলের পাঠ + (ভর্ণিয়ার সমপাতন × ভার্ণিয়ার ধ্রুবক) - যান্ত্রিক ত্রুটি 

এবার দেখুন তো সূত্রটির জন্য যা যা লাগবে তা কি আমরা উপরের তথ্যগুলো থেকে পেয়েছি? তাহলে নিশ্চই আমরা এখন এই সূত্র ব্যবহার করে যে কোন বস্তুর পরিমাপ করতে সক্ষম হব। আর একটি বিষয় হল দৃষ্টিগত ত্রুটি এড়িয়ে চলতে হবে। মানে হল আপনাকে অবশ্যই স্কেলটিকে সোজা করে সামনা সামনি ধরে পাঠ নিতে হবে। নাহলে দৃষ্টিভ্রম হলে সঠিক পাঠ নাও পেতে পারেন কেননা স্কেলের লেখা এবং দাগগুলো খুবই সুক্ষ হয়ে থাকে। আর একটি বিষয় আপনাকে অবশ্যই ইউনিটগুলো খেয়াল রাখতে হবে কেননা ভার্ণিয়ার ধ্রুবক হল মিলিমিটারে। সুতরাং অন্য কোন এককে পরিমাপ করার পূর্বে অবশ্যই উক্ত এককে মিলিমিটারে রূপান্তর করে হিসেব করতে হবে। আর আপনার স্কেলটিতে যদি কোন যান্ত্রিক ত্রুটি না থাকে তাহলে যান্ত্রিক ত্রুটির মান হবে শূন্য। অর্থাৎ উক্ত সূত্রে যান্ত্রিক ত্রুটি শূন্য বসাতে হবে কিংবা যান্ত্রিক ত্রুটি না বসালেও হিসেব হবে যাবে। আর অনেক সময় কোন জবের হিসেব করতে যদি একেক বার একেক রকম পাঠ দেখায় কিংবা আপনি সঠিক সিদ্ধান্ত নিতে না পারেন তাহলে উক্ত জবের তিনবার পাঠ নিবেন এবং তিনটি পাঠের যোগফলকে গড় করবেন অর্থাৎ ৩ দ্বারা উক্ত যোগফলকে ভাগ করবেন। আর এটাই সঠিক গ্রহণযোগ্য পদ্ধতি।

আমাদের এই লেখাগুলো যদি আপনাদের ভাল লেগে থাকে তবে অবশ্যই বন্ধুদের সাথে শেয়ার করবেন এবং কোন মতামত থাকলে অবশ্যই কমেন্ট বক্সে জানাবেন। তাছাড়া আমাদের ফেজবুক পেজেও আপনারা জয়েন করতে পারেন এই ব্লগের সোসাল মিডিয়া আইকনটিতে ক্লিক করে। আপনাদের সুন্দর মতামত এবং পরামর্শ আমাদেরকে লিখার অনুপ্রেরণা যোগায়। তাছাড়া কোন ভূলত্রুটি হলে সেটাও কমেন্ট বক্সে জানাতে ভুলবেন না। অবশ্যই তা যাচাই করে সংশোধন করা হবে। ধন্যাবাদ সাথে থাকার জন্য।