Cho dù bạn đang làm việc ở công trình xây dựng, sữa chữa bảo dưỡng xe ô tô hay chỉ đơn giản bạn cần đo một đồ vật ở nhà , những công cụ sau đây đều sẽ có ích với bạn để đảm bảo tính chính xác và độ chính xác trong những lần đo của bạn. Chúng ta sẽ khám phá nhiều loại công cụ đo khác nhau, bắt đầu từ thước đo truyền thống và thước dây cuộn cho tới những thiết bị laser tiên tiến và công nghệ kĩ thuật số.
1.Khái niệm cơ bản về công cụ đo chiều dài và khoảng cách
Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về những khái niệm cơ bản liên quan tới công cụ đo chiều dài và khoảng cách gồm có những đơn vị được sử dụng trong đo lường Và phân biệt giữa độ chuẩn xác và độ chính xác phép đo. Và phân biệt giữa độ chuẩn xác và độ chính xác phép đo.
1.1 Các loại đơn vị đo độ dài, khoảng cách
Trong cuộc sống thường ngày, chúng ta có thể đã quen với những đơn vị đo chiều dài và khoảng cách như mi-li-mét (mm), xăng-ti-mét (cm), mét (m) và ki-lô-mét (km) đối với hệ mét hoặc inch (in), feet (ft), yard (yd), dặm (mile) đối với một số quốc gia thuộc Châu Âu. Để chuyển đổi giữa các đơn vị này với nhau, ta có thể sử dụng công cụ chuyển đổi hoặc bảng chuyển đổi dưới đây:
- 1 inch = 2.54 cm
- 1 foot = 12 inches
- 1 yard = 3 feet
- 1 dặm = 1,760 yards
- 1 mm = 0.1 cm
- 1 m = 100 cm
- 1 km= 1,000 m
1.2 Độ chuẩn xác (accuracy) và độ chính xác (precision)
Khi đo đạc độ dài hay khoảng cách, bạn cũng nên chú ý vào độ chuẩn xác và độ chính xác của phép đo.
Độ chuẩn xác (accuracy) được định nghĩa là độ gần giữa số liệu đo được với giá trị đích (true value) hay là để chỉ sai số nhỏ của các lần đo so với 1 giá trị chuẩn. Ví dụ: Một nhóm thợ có mục tiêu tạo ra 100 thanh sắt cùng loại dài 50cm, qua các lần đo có kết quả như sau:
- Thanh 1: 51cm
- Thanh 2: 48cm
- Thanh 3: 52cm
- Thanh 4: 50cm
- Thanh 5: 49cm
Qua những lần đo cho thấy rằng tất cả các phép đo rất gần với chiều dài mong muốn của thanh sắt là 50cm (chỉ chênh lệch tối đa 2% so với mục tiêu). Ngoài ra, có thể thấy rằng mặc dù các giá trị đo gần với giá trị đích nhưng chúng không gần nhau mà bị phân tán cao (từ 48cm đến 52cm). Vì vậy có thể nói các pháp đo này là chuẩn xác (accuracy).
Để cải thiện độ chính xác trong mỗi lần đo, bạn có thể sử dụng các công cụ chính xác hơn, tăng hiệu chuẩn các thiết bị của bạn, hoặc tuân theo các kỹ thuật đo đạc đúng đắn.
Mặt khác, độ chính xác (precision) lại liên quan tới sai số nhỏ trong các lần đo hay là khi các giá trị của các phép đo lặp lại được nhóm lại gần nhau và có độ phân tán thấp.. Ví dụ vẫn là mục tiêu tạo ra 100 thanh sắt cùng loại dài 50cm, qua các lần đo có kết quả như sau:
- Thanh 1: 56cm
- Thanh 2: 57cm
- Thanh 3: 56.9cm
- Thanh 4: 56.5cm
- Thanh 5: 56.3 cm
Qua các lần đo, ta có thể thấy rằng mặc dù kết quả các phép đo này không gần với mục tiêu 50cm, nhưng chúng lại rất gần với nhau. Sự cách biệt giữa các lần đo là rất nhỏ, vì vậy có thể nói rằng sự phân tán là rất nhỏ. Vì vậy trong trường hợp này có thể nói rằng các phép đo là chính xác (precision). Qua đó cũng có thể kết luận rằng độ chính xác Precision là thước đo sự thay đổi giữa các giá trị đo được.
Để đạt đến độ chính xác khi đo đạc, bạn có thể thực hiện nhiều phép đo và tính giá trị đo trung bình, hoặc bạn cũng có thể sử dụng các công cụ chính xác hơn với các đánh dấu chia nhỏ hơn.
Sự cân bằng giữa độ chính xác và độ chuẩn xác là yếu tố cần thiết mỗi khi bạn thực hiện đo trong bất kì công việc hay dự án nào, bởi cả hai đều đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được kết quả đo chính xác.
Những công cụ đo truyền thống
Dưới đây là một vài công cụ đo truyền thống mà bạn đã thường thấy, bạn sẽ thấy chúng hữu ích khi cần đo độ dài và khoảng cách.
2.1 Thước kẻ
Không quan trọng bạn là một học sinh lớp 2 hay là một kĩ sư đầy kinh nghiệm trong nghề, chiếc thước kẻ sẽ luôn là một hành trang cơ bản đi theo bạn. Đây sẽ là một trong những công cụ hoàn hảo để đo những độ dài từ nhỏ đến vừa. Chúng thường được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau ví dụ như gỗ, nhựa hay kim loại.
2.2 Thước cuộn
Thước cuộn là một công cụ di động thuận tiện để mang theo khắp nơi, dễ dàng trong việc kéo dài và thu gọn khi sử dụng, là một trong những công cụ quan trọng và cần thiết của ngành xây dựng. Trong khi các loại thước 12, 16 và 25 feet là những loại phổ biến nhất nhưng thực tế thước đo dây còn có những chiếc với độ dài lên đến 100 feet. Phần dây của thước đo cho phép đo linh hoạt các bề mặt cong và khoảng cách lớn một cách dễ dàng.
2.3 Thước gấp khúc
Thước gập có thể mở ra như một chiếc thước kẻ sau đó gập gọn trở lại kích thước ban đầu. Loại thước này sẽ rất hữu dụng khi nó có thể giúp bạn thỏa mãn cả hai tiêu chí muốn có một chiếc thước dài nhưng lại có thể dễ dàng mang đi và cất gọn.
2.4 Thước dây
Thước dây cũng khá giống với thước cuộn đã nói ở trên nhưng chúng lại được làm bằng chất liệu mềm và dẻo dai hơn như nhựa. Nhờ những chất liệu đó mà thước dây hoàn toàn phù hợp để đo những vật thể tròn hoặc có kích thước không đều. Thước dây cũng thường được ứng dụng trong các ngành xây dựng và may đo.
2.5 Thước kẹp (Thước cặp)
Những chiếc thước kẹp sẽ mang đến cho bạn độ chuẩn xác cao khi đo bề rộng hoặc độ dày của một vật phẩm. Cho dù sử dụng thước kẹp quay số hay thước cặp kĩ thuật số, bạn đều sẽ có được số đo cực kì chính xác. Với cách sử dụng đơn giản và độ chính xác cao, thước kẹp được nhiều người chọn sử dụng.
2.6 Thước Panme (Micrometer)
Công cụ này đươc sử dụng để đo những khoảng cách từ nhỏ đến cực nhỏ, thông thường sẽ ở trong phạm vi một phần triệu mét. Độ chính xác của công cụ này khiến nó trở nên lý tưởng cho các công việc đòi hỏi độ chính xác cao. Người ta thường dùng công cụ này để đo kích thước đường kình, chi tiết của các vật thể có hình trụ, dạng lỗ hoặc hình ống siêu nhỏ. Đối với riêng ngành cơ khí chế tạo, thước đo Panme được sử dụng để đo đường kính cả trong và ngoài của các trục, độ sâu của các khe, độ dày hoặc mỏng của các phôi v…v…
2.7 Bánh xe đo khoảng cách
Bánh xe đo khoảng cách hay còn được biết đến với tên gọi bánh xe đo đường được sử dụng để đo khoảng cách xa mà những loại thước thông thường không làm được hoặc tiêu tốn nhiều thời gian và công sức hơn ví dụ như con đường, kích thước một khu vực. Cách sử dụng của công cụ này rất đơn giản, chỉ cần lăn bánh xe trên mặt đất, nó sẽ tính khoảng cách theo vòng bánh xe và không tốn quá nhiều công sức của người sử dụng.
2.8 Thước đo góc
Thước đo góc có lẽ đã quá quen thuộc với những thế hệ học sinh, chắc hẳn ai cũng từng có một chiếc khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Với kiểu dáng vòng cung 180 độ, thước đo góc thường được sử dụng kết hợp với thước kẻ để tìm ra độ dài một cách gián tiếp thông qua các phép tính và hình học.
2.9 Bánh xe đẩy
Cũng giống với bánh xe đo khoảng cách, công cụ này chủ yếu hướng đến đo khoảng cách dựa trên nguyên lí quay của bánh xe, tuy nhiên nó có thể sẽ cho kết quả kém chính xác hơn bởi thiết kế thô sơ của nó.
2.10 Máy đo độ dày lớp phủ
Công cụ này dùng để đo độ dày của lớp phủ sơn hoặc lớp phủ khác trên những bề mặt khác nhau – điều mà những chiếc thước thông thường không thể thực hiện được, số hiển thị trên màn hình điện tử giúp bạn nhận được kết quả chính xác về độ dày của lớp phủ đó.
2.11 Thước đo độ hao mòn lốp xe
Đúng như cái tên của nó, công cụ này giúp bạn kiểm tra độ sâu của gai lốp, qua đó biết được độ hao mòn của lốp xe qua thời gian sử dụng, bạn sẽ biết được khi nào chiếc bánh xe của mình cần được thay thế, bạn sẽ giảm được rủi ro và tăng tính an toàn trong chuyến đi của mình.
2.12 Thước đo độ dày má phanh
Cũng giống như thước đo lốp ở trên, công cụ này cung cấp cho người dùng một phép đo chính xác về độ hao mòn của má phanh sau thời gian sử dụng, giúp cho người sử dụng được đảm bảo an toàn tối ưu bằng việc duy trì hệ thông phanh của xe. Công cụ này chuyên được sử dụng bởi những kĩ thuật viên sửa chữa, bảo dưỡng ô tô tại các trạm, xưởng, garage giúp cho công việc của họ dễ dàng và hiệu quả hơn.
2.13 Dụng cụ đo khe hở Bugi
Thiết bị cầm tay nhỏ gọn vô cùng tiện dụng này giúp đảm bảo khoảng cách chính xác giữa điện cực của bugi và vỏ kim loại của nó, từ đó giúp cải thiện hiệu suất của động cơ.
2.14 Đồng hồ công tơ mét (Odometer)
Công tơ mét còn được gọi là đồng hồ đo khoảng cách hoặc odo được lắp đặt trên những chiếc ô tô hoặc xe máy có tác dụng đo quãng đường mà phương tiện đó đã đi được, đồng thời giúp người dùng nắm rõ thời gian xe cần được bảo dưỡng một cách chủ động. Công cụ này cũng rất hữu ích khi tính toán sự hao mòn của xe dựa vào tổng số quãng đường đã đi, đồng thời tính được hiệu suất sử dụng nhiên liệu của phương tiện.
2.15 Máy đếm bước chân (Pedometer)
Thường xuất hiện với hình dạng nhỏ gọn của một chiếc đồng hồ bỏ túi hoặc đồng hồ đeo tay thông thường, máy đếm bước chân giúp người sử dụng tính được quãng đường mà họ đã chạy hoặc đi bộ quy đổi thông qua số bước chân mà máy đếm được. Công cụ này đặc biệt phù hợp và tiện dụng với những người đang muốn theo dõi tiến trình tăng cường sức khỏe thể lực.
2.16 Thước đo thang độ
Chiếc thước chuyên dụng này có nhiều thang đo thường được sử dụng để vẽ những bản vẽ kiến trúc. Nó giúp các kiến trúc sư đo kích thước sau đó chuyển đổi kích thước từ bản vẽ sang phép đo trong thế giới thực.
3.Những công cụ đo hiện đại
3.1 Máy laze đo khoảng cách
Có thể nói máy laze đo khoảng cách là một trong những công cụ đo khoảng cách vô cùng hiện đại để giải quyết các phép đo. Cách thức hoạt động của công cụ này là nó sẽ chiếu chùm tia laze lên mục tiêu sau đó tính toán khoảng cách dựa trên thời gian chùng tia phản xạ trở lịa thiết bị. Tốc độ đo của máy laze siêu nhanh và hầu như không tốn nhiều công sức khi sử dụng, kết quả máy cho ra cũng vô cùng chuẩn xác hơn nữa còn có thể bao quát những khoảng cách xa. Những điều trên khiến chúng trở nên lí tưởng cho những công việc khảo sát và dự án xây dựng lớn.
3.2 Thước kẹp kĩ thuật số
Trong các công việc gia công, kĩ thuật yêu cầu các phép đo có độ chính xác cao thì việc chọn sử dụng một chiếc thước kẹp hay thước cặp kĩ thuật số là một ý tưởng tuyệt vời. Công cụ này quen thuộc và thân thiện với người dùng, thước hỗ trợ hiển thị số đo ngay trên bảng kĩ thuật số mà người dùng có thể dễ dàng đọc được so với thước kẹp thông thường. Không dừng lại ở đó, thước kẹp kĩ thuật số còn cung cấp khả năng chuyển đổi nhanh chóng giữa các đơn vị hệ mét với hệ đo lường của Anh, mang lại kết quả có độ chính xác cao hơn so với các công cụ cơ học.
3.3 Ống nhòm đo khoảng cách
Chiếc máy đo khoảng cách này được tạo hình với dạng một chiếc ống nhòm, đặc biệt hữu ích khi chơi golf hoặc săn bắn giúp bạn đo khoảng cách chính xác tới mục tiêu của mình. Tùy thuộc vào nhu cầu cá nhân và yêu cầu công việc, bạn có thể tìm thấy nhiều loại ống đo khoảng cách khác nhau như loại laze (laser rangefinders) hoặc loại siêu âm (ultrasonic rangefinders). Cả hai loại nói trên đều mang lại lợi ích cho các ứng dụng cụ thể khác nhau vậy nên hãy chọn cho mình loại phù hợp nhất.
3.4 Máy đo tọa độ (CMM)
Máy đo tọa độ hay máy đo CMM (Coordinate measuring machines) chức năng chính cuả CMM là đo tọa độ 3 chiều X, Y, Z từ đó có thể đo kích thước, hình dáng và vị trí của vật thể một cách chính xác và có kiểm soát. Bằng cách thu thập các điểm dữ liệu, thiết bị này chuyển đổi chúng thành dạng hình học giúp chúng trở nên hữu ích khi đo kiểm và các công việc kiểm soát chất lượng. Nó thậm chí có thể đo được chính xác vị trí của một điểm chỉ trong khoảng siêu nhỏ 0.00001inch. Máy có cả phiên bản thủ công và tự động để đáp ứng các yêu cầu đo lường của riêng bạn.
