Thước Cặp

1. Nguồn gốc và định nghĩa

Thước cặp (Calliper hoặc Caliper) hay còn được gọi là thước kẹp, là một dụng cụ đo các kích thước bên trong, bên ngoài, chiều cao, độ sâu,... của vật thể, thường là các vật có hình trụ, hình trụ rỗng, hình hộp. Một số nguồn tin cho thấy thước cặp đã xuất hiện và được sử dụng từ thời La Mã. Sau này thước cặp hiện đại được phát minh bởi Pierre Vernier nên ở nhiều nơi còn được gọi là Vernier caliper.

Giá trị đo của thước cặp được đọc bằng cách đọc cộng giá trị đo được trên thước chính với giá trị ghi nhận trên thước phụ.

2. Cấu tạo của thước cặp

Thước cặp thường được làm từ thép không gỉ loại 440C giúp dụng cụ có khả năng chống mài mòn vượt trội, độ cứng và độ bền kéo cao nhờ vậy có thể chịu được ứng suất cao.

Thước cặp thường có độ chia 0,05mm hoặc 0,02mm.

Các phần chính của thước cặp:

1. Mỏ đo trong để đo kích thước bên trong của vật thể;
2. Mỏ đo ngoài để đo kích thước bên ngoài của vật thể;
3. Thanh đo độ sâu để đo chiều cao hoặc độ sâu của vật thể;
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. Bộ giữ để cố định thước đo khi đọc kích thước, thường là cần gạt hoặc vít nhỏ.

3. Phân loại

Thước cặp được chia thành 03 loại dựa theo đặc điểm cấu tạo:

3.1. Thước cặp cơ

Thước cặp cơ thường được gọi là thước cặp Vernier, là 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.

Thước cặp Vernier còn được phân loại dựa theo tính chính xác của thước thể hiện bằng giá trị trên thân thước phụ và được chia thành 03 loại: 1/10, 1/20 và 1/50 lần lượt tương ứng với độ chính xác 0.1 mm, 0.05 mm, 0.02 mm

Thước cặp Vernier được đánh giá là loại thước chắc chắn và có độ chính xác lâu dài, không thấm nước, không bị ảnh hưởng bởi từ trường và phần lớn có khả năng chống sốc.

Tuy nhiên, thước cặp Vernier yêu cầu người dùng có thị lực tốt hoặc sử dụng kính lúp để đọc. Trong trường hợp cần sử dụng thường xuyên và liên tục, việc đọc và tính toán kích thước bằng thước cặp Vernier dễ dẫn đến sai sót và gây khó chịu cho người sử dụng.

3.2. Thước cặp đồng hồ

Thay vì sử dụng cơ chế đo như thước cặp Vernier, thước cặp đồng hồ sử dụng đồng hồ thay cho thước phụ, đồng hồ hiển thị thang đo thập phân giúp người dùng có thể chủ động đọc chỉ số trên thước và đồng hồ.

Thước cặp đồng hồ giúp người dùng dễ đọc kết quả đo được hiển thị trên mặt đồng hồ kết hợp cùng kết quả đo trên thước chính.

Tuy nhiên kết quả phép đo hiển thị trên đồng hồ thường dễ 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. Thước cặp điện tử

Thước cặp điện tử sử dụng màn hình điện tử hiển thị kết quả đo dưới dạng giá trị số.

Thước cặp điện tử giúp người sử dụng có thể dễ dàng chuyển đổi giữa centimet hoặc milimet và inch. Ưu điểm đáng kể đến của thước cặp điện tử là khả năng hiển thị về 0 tại bất kỳ điểm nào dọc theo thước, cho phép thực hiện các phép đo vi sai giống như với thước cặp đồng hồ và tính năng lưu giữ giá trị đo. Để tối ưu quá trình thiết kế hoặc sản xuất, người sử dụng thước cặp điện tử có thể 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 và bảo quản bên trong thiết bị hiển thị điện tử. Thước đo điện tử chỉ có khả năng chống sốc ở mức độ vừa phải và dễ bị bám bẩn.

4. Ứng dụng

Thước cặp đóng vai trò quan trọng trong các công việc cần sự đo lường kích thước nhờ chức năng đo lường đa dạng và tính chính xác cao đối với các vật thể khác nhau hay đối với các chi tiết dạng lỗ.

Do vậy, thước cặp được sử dụng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề như công nghiệp chế tạo máy, cơ khí, ngành gia công... Bên cạnh đó, thước cặp cũng được ứng dụng nhiều trong các ngành như thiết kế, xây dựng,...