Una bilancia a nonio è una serie di linee di misurazione aggiunte a micrometri, calibri e dispositivi di pesatura per migliorare la precisione di misurazione. È stato creato dal matematico francese Pierre Vernier nel 1631. Il principio è quello di posizionare una seconda scala accanto alla scala primaria con una diversa spaziatura delle linee della scala. Si tratta in genere di dieci righe o unità per ogni nove della scala primaria. L’occhio umano è abbastanza abile nel determinare quando le linee cadono adiacenti l’una all’altra, ed è così che si ottiene una lettura a nonio.
Qualsiasi misura che cade tra le linee del primario può essere determinata da dove il segno del nonio si allinea con la scala principale. Ad esempio, se una misura indicata tra 50 e 51, indipendentemente dalle unità, il nonio si allineerà con la scala principale ad un valore compreso tra 51 e 60 sulla scala principale. La scala del nonio mostrerà normalmente le linee da 0 a 10, quindi se l’allineamento avviene a 7 sulla scala del nonio, la misura sarebbe 50.7.
I micrometri e i calibri utilizzati per la lavorazione di precisione richiedono un’accuratezza fino a valori molto piccoli. Questi dispositivi hanno tipicamente un braccio fisso e un braccio mobile per regolare la forma dell’oggetto, con scale di misurazione lungo il braccio mobile. Spesso è richiesta una precisione al millesimo di pollice o millimetro. La regolazione della scala del nonio per leggere 20 incrementi per ogni 19 sulla scala principale può migliorare ulteriormente questa precisione. Le scale a nonio con quadrante rotante possono aggiungere ulteriore precisione sfruttando la circonferenza del cerchio del quadrante, che aggiunge ulteriore precisione.
Le scale a nonio possono essere scale piatte, come sono comuni sui calibri a scorrimento per misurare le dimensioni interne o esterne degli oggetti. I micrometri a quadrante sono comunemente usati per misurare le dimensioni esterne di oggetti più piccoli, con le scale a quadrante rotante che offrono una maggiore precisione. Le bilance da laboratorio utilizzate per la misurazione del peso di precisione dei campioni di laboratorio possono utilizzare un quadrante digitale o un quadrante scorrevole con un nonio per fornire una maggiore precisione.
Altri dispositivi utilizzano anche una scala a nonio per la precisione della misurazione. I sestanti, usati dai marinai per la navigazione celeste, usano scale di nonio per misurare gli angoli del sole o delle stelle sopra l’orizzonte. I regoli calcolatori, computer meccanici analogici inventati nel 1600, utilizzano scale di nonio per migliorare l’accuratezza dei calcoli matematici. I regoli calcolatori erano comunemente usati per l’edilizia, l’ingegneria e l’aerospaziale fino a quando i calcolatori elettronici e i computer non divennero accessibili al consumatore medio negli anni ‘1970.