Căn mẫu là chuẩn chiều dài vật lý dạng khối, dùng để hiệu chuẩn dụng cụ đo và chỉnh điểm không cho phép đo so sánh. Hai mặt đo phẳng tới mức bám dính vào nhau nên nhiều miếng chồng lại cho một kích thước bất kỳ. ISO 3650 quy định bốn cấp: K, 0, 1, 2.
Nội dung thuộc chuyên trang Đo lường & dung sai của cokhi.net, viết ở góc nguyên lý và tiêu chuẩn.
Bám dính (wringing) — cơ chế và hệ quả
Hai mặt đo của căn mẫu phẳng và nhẵn tới mức khi trượt ép lên nhau chúng dính lại và giữ được cả chồng mà không cần kẹp. ISO 3650 dùng chính hiện tượng này làm phép kiểm chất lượng mặt đo: mặt đã bám dính, quan sát qua kính phẳng chuẩn có dung sai độ phẳng 0,1 µm, phải sạch vân giao thoa, không có vệt màu hay điểm sáng.
Hệ quả dễ bỏ sót: chiều dài chuẩn của một miếng đã bao gồm sẵn ảnh hưởng bám dính của một mặt. Nghĩa là chồng n miếng thì tổng chiều dài đúng bằng tổng danh nghĩa — không phải cộng thêm lớp dính. Nhưng nó cũng có nghĩa: mặt đo bị xước hay gỉ thì miếng đó mất luôn giá trị chuẩn, không chỉ là xấu.
Chọn miếng: đi ngược từ chữ số cuối
Quy tắc là khử chữ số thập phân cuối cùng trước, rồi đi ngược lên, mục tiêu là dùng ít miếng nhất:
- Cần dựng 28,785 mm → chọn miếng khử số "5" cuối: 1,005; còn 27,780.
- Khử "8" và "0": chọn 1,28; còn 26,500.
- Khử "5": chọn 1,5; còn 25,000.
- Lấy 25 — xong, tổng 4 miếng.
Vì sao phải ít miếng: mỗi miếng mang sai lệch riêng và các sai lệch cộng dồn; mỗi mặt ghép thêm là một chỗ có thể bung hoặc dính bẩn. Cách cộng sai lệch của nhiều khâu nối tiếp xem chuỗi kích thước: worst-case và RSS.
Bốn cấp chính xác theo ISO 3650
| Cấp | Vai trò điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|
| K | Cấp hiệu chuẩn — dùng để hiệu chuẩn các bộ căn mẫu khác | Không mang ra dùng ở xưởng |
| 0 | Chuẩn của phòng đo, kiểm dụng cụ chính xác | |
| 1 | Kiểm và chỉnh dụng cụ đo trong sản xuất | |
| 2 | Việc đo thông thường ở xưởng, gá lắp | |
| Sai lệch giới hạn cho phép của từng cấp (µm) | đang cập nhật | Bảng trị số chỉ có trong bản gốc ISO 3650, ⛔ không suy |
Nguồn: ISO 3650:1998 — Geometrical Product Specifications (GPS) — Length standards — Gauge blocks, phạm vi chiều dài danh nghĩa 0,5 mm đến 1 000 mm; bốn cấp K, 0, 1, 2 (bản 1998 đã bỏ cấp 00); phép kiểm bám dính dùng kính phẳng chuẩn dung sai độ phẳng 0,1 µm. Bản ghi tiêu chuẩn: https://www.iso.org/standard/1241.html — tra ngày 26/08/2026.
Sự cố và lưu ý thực tế
- Để chồng căn nguyên trạng qua đêm. Hai mặt dính lâu có thể ăn mòn dính vào nhau; tách ra là hỏng mặt đo. Dùng xong tách ngay, lau và bôi dầu bảo quản.
- Cầm tay trần lâu. Thân nhiệt truyền vào khối thép làm nó giãn; ở mức micromet đây là sai số thật. Đây đúng là tình huống nêu ở nhiệt độ chuẩn khi đo và giãn nở nhiệt.
- Dùng cấp K ngoài xưởng. Cấp K là chuẩn để hiệu chuẩn bộ khác; mang ra sản xuất là đánh mất mắt xích trên cùng của liên kết chuẩn.
- Chồng quá nhiều miếng cho một cỡ. Nhiều miếng vừa cộng dồn sai lệch vừa dễ lệch trục; luôn tìm tổ hợp ít miếng nhất.
Căn mẫu là mắt xích nối dụng cụ đo ở xưởng với chuẩn quốc gia. Khi chỉnh đồng hồ so hay panme bằng căn mẫu để nghiệm thu một mối lắp, hãy đối chiếu trị số sai lệch giới hạn của mối lắp để biết cấp căn mẫu nào là đủ — dung sai càng chặt thì cấp căn mẫu phải càng cao. Nguyên lý đọc dụng cụ được chỉnh xem thước cặp và panme.
Câu hỏi thường gặp
Căn mẫu dùng để làm gì? Làm chuẩn chiều dài vật lý: hiệu chuẩn panme, đồng hồ so, calip; chỉnh điểm không cho phép đo so sánh; và dựng kích thước chuẩn khi gá lắp hoặc kiểm.
Vì sao hai miếng căn mẫu dính được vào nhau? Vì mặt đo phẳng và nhẵn tới mức lực bám bề mặt giữ được chúng với nhau. ISO 3650 dùng chính chất lượng bám dính này làm phép kiểm mặt đo.
Chồng nhiều miếng có cộng thêm sai số không? Có — sai lệch của từng miếng cộng dồn, và mỗi mặt ghép là một rủi ro. Vì thế luôn chọn tổ hợp ít miếng nhất, bắt đầu từ chữ số thập phân cuối cùng.
Bốn cấp K, 0, 1, 2 khác nhau thế nào? Khác ở độ chính xác và vai trò: K là cấp hiệu chuẩn dùng để kiểm các bộ khác, 0 dùng ở phòng đo, 1 dùng kiểm dụng cụ trong sản xuất, 2 dùng cho công việc đo thông thường ở xưởng.
Căn mẫu có phải hiệu chuẩn định kỳ không? Có. Mặt đo mòn và kích thước trôi theo thời gian sử dụng, nên bộ căn mẫu cũng nằm trong chu kỳ hiệu chuẩn như mọi chuẩn đo khác.
Tài liệu tham khảo
- ISO 3650:1998 — Geometrical Product Specifications (GPS) — Length standards — Gauge blocks: https://www.iso.org/standard/1241.html (tra 26/08/2026).
Nhãn minh bạch: Bài kiến thức nền do Ban Biên tập Kỹ thuật cokhi.net biên soạn. Sơ đồ là hình khái niệm, không theo tỉ lệ. Bài nêu vai trò của bốn cấp K/0/1/2, ⛔ không nêu trị số sai lệch cho phép của từng cấp — ô đó ghi rõ "đang cập nhật", phải tra bản gốc ISO 3650.