ไมโครมิเตอร์

Question: ปากกาดิจิทัลด้ามแรกของโลกเปิดตัวที่ใด ?


ไมโครมิเตอร์ (English: Micrometer) หรือไมโครมิเตอร์สกรูเกจ เป็นเครื่องมือวัดละเอียดชนิดหนึ่ง นิยมใช้ในการวัดความกว้างยาวหรือหนาของวัตถุที่มีขนาดเล็กและต้องการความละเอียด[1] เช่นเดียวกับคาลิเปอร์ ไมโครมิเตอร์มีได้หลายลักษณะตามแต่ความต้องการใช้วัดของผู้ใช้งาน โดยมากมักเป็นปากกา หนีบวัตถุ มีสกรูขันที่ปรับตั้งความกว้างไว้ดีแล้ว นอกจากนี้ยังมีไมโครมิเตอร์ภายใน และไมโครมิเตอร์วัดความลึกอีกด้วย
การใช้งานไมโครมิเตอร์ ทำได้โดยการปรับก้ามปูวัดให้เป็นไปตามขนาดของวัตถุที่ต้องการวัด จากนั้นจึงอ่านตัวเลขบนมาตรวัดหลัก ต่อด้วยตัวเลขบนมาตรวัดรองซึ่งจะแสดงความละเอียดในหลักทศนิยม
ไมโครมิเตอร์นอกเหนือจากใช้วัดวัตถุแล้ว ยังสามารถนำไปใช้วัดขนาดปรากฎของวัตถุท้องฟ้า ซึ่งวิลเลียม กาสคอยน์ (William Gascoigne)  เป็นผู้คิดค้นในปี พ.ศ. 2181
ความเป็นมา

ไมโครมิเตอร์ถูกประดิษฐ์ครั้งแรกโดยวิลเลียม กาสคอยน์ นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ โดยดัดแปลงมาตรวัดเวอร์เนียร์ที่ทำได้เพียงขยับตามความกว้างยาวของวัตถุ ให้สามารถวัดได้ละเอียดโดยการหมุน ในครั้งนั้นไมโครมิเตอร์ถูกใช้สำหรับวัดระยะทางเชิงมุมระหว่างดาวและขนาดปรากฏของวัตถุท้องฟ้า ต่อมาเฮนรี มอดสลีย์ (Henry Maudsley) วิศวกรชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์ไมโครมิเตอร์ตั้งโต๊ะ (bench micrometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือรุ่นแรกที่ใช้วัดได้ผลละเอียดดีมาก จนเขาได้สมญานามว่า "รัฐมนตรียุติธรรม" (the Lord Chancellor)  ในปี พ.ศ.2387 โจเซฟ วิตเวิร์ท (Joseph Whitworth) ได้เปิดเผยการออกแบบไมโครมิเตอร์ชนิดตั้งโต๊ะของเขาที่ดัดแปลงมาจากของมอดสลีย์ ในเอกสารกล่าวไว้ว่า "ไมโครมิเตอร์สร้างบนฐานเหล็กหล่อที่ทำแข็งแรง ทั้งสองด้านของฐานมีทรงกระบอกเหล็กขัดมันซึ่งสามารถขยับได้โดยการหมุนสกรู ปลายของกระบอกเหล็กส่วนที่ใช้วัดทำเป็นรูปครึ่งทรงกลม ที่สกรูมีเฟืองขัดไว้ซึ่งจะขยับทีละหนึ่งในพันนิ้ว" [2]
ต่อมาในปี พ.ศ. 2391 ฌ็อง โลร็อง ปาลเม (Jean Laurent Palmer) ชาวกรุงปารีส คิดค้นไมโครมิเตอร์ชนิดมือถือ โดยย่อส่วนของไมโครมิเตอร์ที่ฝั่งอังกฤษได้คิดค้นขึ้น[3]  ด้วยเหตุนี้ชื่อปาลเมจึงได้เป็นชื่อเครื่องมือไมโครมิเตอร์ในฝรั่งเศส นอกเหนือจากที่เรียกกันทั่วไปว่า มิกรอแม็ทร์ (micromètre) เครื่องมือที่คิดค้นใหม่นี้ถูกนำไปผลิตขายเชิงพาณิชย์โดยบริษัทบราวน์แอนด์ชาร์ป (Brown & Sharpe) ในปี พ.ศ. 2410[4] นับแต่นั้นมาไมโครมิเตอร์ได้รับการพัฒนาปรับปรุงมาโดยลำดับ การปรับปรุงที่สำคัญหนึ่งในนั้นได้แก่ การเพิ่มความเที่ยงของการวัด โดยเอ็ดเวิร์ด มอร์ลีย์ (Edward Morley) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ซึ่งได้ปรับปรุงเครื่องมือนี้เมื่อปี พ.ศ. 2431
ชนิด

ปัจจุบันไมโครมิเตอร์มีการพัฒนาออกเป็นหลายชนิดเพื่อให้สามารถวัดวัตถุในลักษณะต่าง ๆ ตามความสะดวก จากภาพ มีไมโครมิเตอร์ทั้งหมดสามชนิดได้แก่
ไมโครมิเตอร์วัดภายนอก (outside micrometer) หรือไมโครมิเตอร์คาลิปเปอร์ เป็นแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุด ลักษณะเป็นปากกาหนีบวัตถุ ใช้วัดความหนา ความกว้าง หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ทรงกลม หรือวัตถุใด ๆ ที่ต้องการ
ไมโครมิเตอร์วัดภายใน (inside micrometer) ใช้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเปิดและท่อ
ไมโครมิเตอร์วัดความลึก (depth micrometer) ใช้วัดความลึกของช่องเปิด
นอกจากนี้ยังมีไมโครมิเตอร์แบบอื่นอีกหลายชนิด ซึ่งก็ล้วนแต่ดัดแปลงจากไมโครมิเตอร์ทั้งสามแบบตามที่กล่าวมาแล้ว ตัวอย่างเช่น ไมโครมิเตอร์วัดความหนาผนังท่อ ก็อาจปรับให้ส่วนนิ่งของปากกาเป็นทรงกลมโค้งสอดรับกับตัวท่อ หรือหากต้องการวัดความลึกของร่อง หัววัดอาจทำเป็นทรงเข็มแหลม เป็นต้น
หลักการทำงาน

โดยทั่วไปไมโครมิเตอร์มีสองส่วน ได้แก่ สเกลหลัก อยู่ติดกับปากกา บอกถึงระยะอย่างคร่าว ซึ่งจะต้องไปประกอบกับค่าที่อ่านได้จากสเกลหมุน ไมโครมิเตอร์ทำงานโดยใช้หลักของสกรูเปลี่ยนระยะ[ม 1] (differential screw) ซึ่งประกอบด้วยสกรูสองชุดต่างขนาดเชื่อมติดกันในลักษณะที่เมื่อสกรูอันหนึ่งขยับ อีกอันต้องขยับตาม เมื่อสกรูส่วนที่ติดปากกาหมุน ก็จะทำให้สกรูอีกอันขยับตาม สกรูส่วนที่ติดปากกามักมีขนาดเล็ก ส่วนที่ติดสเกลมักมีขนาดใหญ่ ทำให้สามารถขยายระยะทางตามเกลียวของสกรูอันเล็กให้ไกลขึ้น เพื่อวัตถุประสงค์ในการวัดความยาวได้
ไมโครมิเตอร์ทำงานโดยใช้หลักการของสกรู ซึ่งเป็นเครื่องมือกลอย่างง่ายที่ย่อระยะทางยาวไว้บนตัวเกลียวของสกรู การขันสกรูให้ขยับออกหรือเข้าเพียงระยะทางสั้น ๆ ย่อมหมายถึงระยะทางบนเกลียวได้เคลื่อนที่ไปมาก ระยะทางที่เคลื่อนได้บนเกลียวนี้ สามารถนำไปขยายให้เป็นค่าความยาวที่อ่านได้โดยอาศัยหลักการของสกรูเปลี่ยนระยะ (differential screw) ซึ่งเป็นสกรูสองชุดเชื่อมต่อกันแน่นด้วยตัวยึด เมื่อสกรูตัวแรกเลื่อน สกรูตัวหลังจะเลื่อนด้วยระยะทางเท่ากับสกรูตัวแรก แต่อาจมีระยะทางตามเกลียวสูงหรือต่ำกว่าก็ได้ โดยมากมักจะให้สกรูตัวแรก คือตัวที่ต่อกับปากกามีขนาดเล็กกว่าสกรูตัวหลังที่ต่อกับมาตรวัด
ไมโครมิเตอร์บางชนิดต่อสกรูวัดเข้ากับตัวต้านทานปรับค่าได้ ซึ่งความต้านทานที่ได้สามารถนำไปคำนวณเป็นความกว้างของวัตถุด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์
ดูเพิ่ม
มาตรแวร์นีเย (Vernier scale) หรือที่รู้จักกันในชื่อมาตรวัดเวอร์เนียร์/เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์/เวอร์เนียร์
หมายเหตุ

อ้างอิง

เอกสารอื่น

. Reprinted by McGraw-Hill, New York and London, 1926 (LCCN); and by Lindsay Publications, Inc., Bradley, Illinois, (ISBN 978-0-917914-73-7).
ISO 3611: "Geometrical product specifications (GPS). Dimensional measuring equipment. Micrometers for external measurements.  Design and metrological characteristics" (2010)
BS 870: "Specification for external micrometers" (2008)
BS 959: "Specification for internal micrometers (including stick micrometers)" (2008)
BS 6468: "Specification for depth micrometers" (2008)

ม