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 ren (Screw Thread Micrometers) là loại Panme chuyên dùng để đo đường kính mặt trụ trung bình của các đường rãnh nằm trong vật liệu như ốc, bu lông (Screw pitch diameter).

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. Có thể đo các loại ren hệ MET (Metric), ren thống nhất chuẩn Mỹ (Unified) hoặc ren Anh (Whitworth).

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. Cấu tạo

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.

Về cơ bản, cấu tạo và nguyên tắc sử dụng của Panme đo ren khá giống Panme đo ngoài nhưng các đầu đo được thiết kế với hình dáng khác biệt để phù hợp với mục đích đo ren.

1. Đầu đo tĩnh: Phần cố định mà trục chính di chuyển lại gần hoặc ra xa để đo ren;
2. Đầu đo di động: Nằm trên trục chính, phần chuyển động lại gần hoặc ra xa đầu đo tĩnh để đo ren;
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: Liên kết trục chính và đầu đo tĩnh.

Hướng dẫn sử dụng Panme đo ren

1. Lựa chọn đầu đo di động có đe (anvils) phù hợp, kích thước của đe được in trên bề mặt như hình sau.

1. Vặn núm vặn/ tay xoay sao cho cả 2 đầu đo vào đúng vị trí, khớp với nhau và siết ren.
2. Để tránh các chuyển động làm xê dịch đầu đo hoặc vị trí vật thể, có thể vặn chặt vít hãm/chốt khóa trong quá trình ghi nhận kết quả đo.
3. Sau khi kết thúc quá trình đo cần nới lỏng vít hãm/chốt khóa để tách vật cần đo ra khỏi Panme.

3. Phân loại

3.1 Panme cơ đo đo ren

Panme cơ đo ren là loại panme đo ren thể hiện kết quả đo dựa trên các vạch đo được khắc trên thước chính và thước phụ.

Panme cơ đo ren 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 điện tử đo ren

Panme điện tử đo ren 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.

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Panme đo ren khác nhau về kích cỡ cũng như kiểu dáng tùy thuộc vào yêu cầu đo các vật có kích cỡ ren khác nhau. Ngoài cách phân loại theo cách hiển thị như trên còn có thể phân loại Panme đo ren theo bước đo của Panme và kích cỡ đe (anvils) đi kèm.

4. Ứng dụng

Trải qua nhiều giai đoạn cải tiến và phát triển kể từ khi được phát minh vào khoảng năm 1638 bởi William Gascoigne, Panme ở thời điểm 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…