1. Nguồn gốc và định nghĩa

Thước Panme (Micrometer hay Micrometer caliper) là dụng cụ để thực hiện các phép đo tuyến tính chính xác về kích thước như đường kính, độ dày và chiều dài của vật thể rắn. Panme đo ngoài (Outside Micrometer) thường được dùng để đo các vật thể có dạng hình cầu, hình trụ, hoặc hình khối nói chung…

Panme ban đầu được phát minh vào thế kỷ 18 bởi W. Gascoigne và có hình dáng, kích thước khá cồng kềnh do đó chỉ được sử dụng trên mặt bàn. Theo thời gian, Panme được các nhà khoa học đương thời như J. Watt, H.Maudslay, J. Palmer,... nghiên cứu và phát triển thành các mẫu mới hơn, trở nên đủ nhỏ gọn để vận hành bằng một tay mà vẫn mang lại hiệu quả đo chính xác vượt trội.

Phép đo được thực hiện theo nguyên lý biến đổi chuyển động tròn thành chuyển động tịnh tiến và có độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của sự kết hợp vít-đai ốc.

Giá trị đo của Panme được đọc bằng cách cộng giá trị đo được trên thước chính nằm ở trục chính với giá trị ghi nhận trên thước phụ nằm ở vòng xoay.

2. Mô tả

Panme được làm chủ yếu từ loại thép đặc biệt có hệ số giãn nở nhiệt rất thấp và được làm cứng để giữ được độ chính xác khi đo đạc. Các đe hầu hết được làm từ cacbua vonfram để chúng có khả năng chống mài mòn cực cao và điều đó rất quan trọng để giữ cho Panme không bị mất độ chính xác. Một vật liệu quan trọng khác để chế tạo Panme là nhựa. Phần nhựa giúp bao bọc khung và chống lại sự truyền nhiệt từ tay người cầm hoặc từ nhiệt độ môi trường làm giãn nở chất liệu thép của khung, dẫn đến sai lệch phép đo.

Panme đo ngoài bao gồm một khung hình chữ C với hàm di động được vận hành bằng vít tích hợp. Các bộ phận chính của Panme đo ngoài:

1. Đầu đo tĩnh: Phần cố định mà trục chính di chuyển lại gần hoặc ra xa để đo kích thước vật thể:
2. Đầu đo di động: Nằm trên trục chính, phần chuyển động lại gần hoặc ra xa đầu đo tĩnh để đo kích thước vật thể;
3. Vít hãm/ chốt khoá: Bộ phận có thể siết chặt để giữ trục chính đứng yên và tạm thời giữ kết quả phép đo;
4. Thước chính để đo kích thước dưới dạng phần nguyên;
5. Thước phụ để đo và hiển thị kích thước chính xác dưới dạng phần thập phân;
6. Núm vặn/tay xoay: Vị trí người sử dụng đặt tay để điều chỉnh Panme trong quá trình đo;
7. Khung chữ C: Liên kết trục chính và đầu đo tĩnh.

3. Phân loại

3.1 Panme cơ đo ngoài

Panme cơ đo ngoài là loại thước thể hiện kết quả đo dựa trên các vạch đo được khắc trên thước chính và thước phụ (hay còn được gọi là du xích). Thang đo thường sử dụng trên loại thước này là centimet và inch.

Panme cơ đo ngoài đã được cải tiến rất nhiều so với phát minh Panme ban đầu, trở thành công cụ tiện lợi và hữu dụng phục vụ nhu cầu đo đạc ở mức độ chính xác cao.

Tuy nhiên, trong trường hợp cần sử dụng thường xuyên và liên tục như trong sản xuất và gia công, việc người công nhân phải đọc và tính toán kích thước bằng Panme cơ dễ dẫn đến sai sót và gây mệt mỏi cho người sử dụng.

3.2 Panme đồng hồ đo ngoài

Panme đồng hồ đo ngoài sử dụng đồng hồ thay cho thước phụ trên trục chính, đồng hồ hiển thị thang đo thập phân giúp người dùng có thể chủ động và dễ dàng đọc chỉ số trên thước và đồng hồ.

Tuy nhiên kết quả phép đo hiển thị trên đồng hồ có thể bị ảnh hưởng bởi các chuyển động mạnh hoặc có thể bị sai lệch bởi các hư hỏng, rỉ sét của các bộ phận bên trong đồng hồ.

3.3. Panme điện tử đo ngoài

Panme điện tử đo ngoài sử dụng màn hình điện tử hiển thị kết quả đo dưới dạng giá trị số. Đây là một bước chuyển trong việc đọc và ghi nhận kết quả đo, từ việc phải cẩn thận đọc vạch chia độ sang việc chỉ cần nhìn vào kết quả hiển thị trên màn hình LCD.

Panme điện tử ban đầu hoạt động dựa trên bộ đếm kỹ thuật số cơ học, sau này được cải tiến và kết hợp những tiến bộ trong công nghệ vi mạch. Panme điện tử cho phép người dùng sử dụng thiết bị chuyển đổi đầu ra dữ liệu để đưa kết quả đo trực tiếp vào máy tính hoặc máy ghi chuyên dụng.

Điểm hạn chế của loại thước này là việc bề mặt cơ học và điện tử có thể bị nứt vỡ, hạn chế về nguồn pin, bảo quản bên trong thiết bị hiển thị điện tử cũng và giá thành tương đối cao khi đi kèm với nhiều tính năng ưu việt.

Ngoài cách phân loại theo đặc điểm cấu tạo như trên, còn có thể phân loại Panme theo bước ren thành loại có bước ren 1mm và loại có bước ren 0.5mm

1. Thước có bước ren 1mm: thước phụ của Panme có thang chia vòng ra thành 100 phần. Đây là loại Panme cho kết quả chính xác cao, nhưng ít được sử dụng do có phần thân lớn, nặng.
2. Thước có bước ren 0.5 mm (là loại Panme được sử dụng phổ biến hiện nay): thước phụ của Panme có thang chia vòng ra thành 50 phần.

4. Ứng dụng

Dưới sự phát minh vào khoảng năm 1638 bởi William Gascoigne, Panme được sử dụng trong kính thiên văn hoặc kính hiển vi để đo đường kính biểu kiến của các thiên thể ở cực xa hoặc các vật thể cực nhỏ.

Trải qua nhiều giai đoạn cải tiến và phát triển, Panme hiện tại là một công cụ được sử dụng rộng rãi để đo chính xác các bộ phận trong kỹ thuật cơ khí và gia công cũng như hầu hết các ngành nghề cơ khí, cùng với các dụng cụ đo lường khác như mặt số, đồng hồ đa năng, calip kỹ thuật số…