因瓦基線尺

因瓦基線尺（invar baseline tape），又稱鐵鎳合金基線尺，是在進行傳統的精密距離測量時使用，採用溫度膨脹係數小於0．5×10 -6℃的鐵鎳合金製成的基線尺。

基本介紹

• 中文名：因瓦基線尺
• 外文名：invar baseline tape
• 又稱：鐵鎳合金基線尺
• 包括：線狀尺和帶狀尺
• 類別：測繪
• 套用：建築測量
• 別稱：鐵鎳合金基線尺

簡介

因瓦基線尺(以下簡稱基線尺)有線狀和帶狀兩種，屬於國家線紋檢定系統中的二等標準。因瓦基線尺作為傳統的野外環境下檢定基線的標準長度的標準器，也廣泛用於大地控制網中的基線測量，精密工程，地震形變測量等測量中。

因瓦基線尺(工nvar baseline tape)即鐵鎳合金基線尺，是在進行傳統的精密距離測量時使用，普遍採用溫度膨脹係數小於0. 5 X 10-6 0 C的鐵鎳合金製成的基線尺。主要有兩種線狀尺和帶狀尺。
因瓦基線尺主要使用場合在實驗室、車間、野外等環境中。若使用普通鋼捲尺來測量大尺寸的長度，在溫度多變的野外，由於鋼尺受溫度影響而使其長度發生變化，同時測溫不準會給大尺寸長度測量結果帶來巨大的誤差。因此，在量距精度要求很高時，往往使用因瓦(工nvar)基線尺，它是用溫度膨脹係數很小的因瓦合金鋼製造的(特種超因瓦材料的長度對溫度變化的惰性，會大大提高測量的準確度)。

現場使用因瓦線尺時兩端載入10kg重錘張力，採用懸測方式，線狀因瓦線尺只有兩段刻度，無中間刻度，無須托平支架，故只能整數倍距離測量;帶狀因瓦線尺從外觀上辨別:如普通鋼捲尺、截面為扁平矩形的稱為因瓦帶尺，需要托平支架，採用兩端載入10kg重錘張力，因瓦帶尺中間0. 5m整數段有刻度，可測量量程範圍內的任意長度。前者一般長24米;後者一般長50米。尺身無分劃和數字註記。在尺兩端各連一個三棱形的分劃尺，長8cm，其上最小分劃值為lmmo因瓦基線尺全套由4根主尺、一根8m或4m長的輔尺組成。不用時安放在帶有卷鼓的尺箱內。常用的線狀尺長24m，鋼絲直徑1. 65mm，線尺兩端各連線一個有毫米刻劃的分劃尺，分劃尺刻度為80mm。量距時用10kg重錘通過滑輪引張，使尺子成懸鏈線形狀，線尺兩端分劃尺上同名刻劃線間的直線距離，即懸鏈線的弦長，是線尺的工作長度。因瓦基線尺受溫度變化影響極小，量距精度高達1ppm，主要用於作為野外環境檢定基線的標準長度。

雖然目前有很多光干涉法和精密測距儀(電磁波測距儀)等測量方法，依靠測量快速使用便捷，在大地測量中得到了較廣泛套用，但由於因瓦基線尺的穩定和可靠，我們國家測繪及工程測量中仍然大量使用傳統的因瓦基線尺進行大尺寸的測距，特別是野外大尺寸高精度基線、國家大地控制網中的基線、地震形變測量、精密工程測量等還是要依賴因瓦基線尺來丈量，並且電磁波測距儀的儀器常數和儀器測量的準確度還是依賴野外高精度基線來檢定。

我國的一、二等基線全是用24m線狀因瓦基線尺丈量的，部分一、二等起始邊是用電磁波a}n,」距儀測量的。由於新中國成立前沒有留下可用的大地測量數據。全國基線測量是20世紀50年代開始的，所用的24m線狀因瓦基線尺是從德國、法國及蘇聯進口的，也進口了少量的24m及30m的帶狀尺。基線丈量工作是分段分節進行的，按照一定的公式計算基線的全長。通常所說的基線尺長度是指在200 C時，尺子兩端以特定拉力(98kN)水平引張於滑輪上且呈懸鏈狀情況下，基線尺兩端同名分劃線之間的水平弦長，因而還要知道其溫度線膨脹係數，才能確知在工作時的長度。

國內外因瓦基線尺檢定校準裝置現狀

國外的基線測量比長儀首推國際計量局的比長儀，其標準尺是4米因瓦桿尺，檢定24米基線尺的誤差為士6μm。另外，英國國家物理實驗室(NPL)的大地測量比長儀是50米壁式比長器，其標準尺是4米因瓦標準尺編號:No. 3060,檢定24米基線尺的誤差為士12μm。而美國國家標準局(NBS)的大地測量的比長儀用的是5米鋼製標準尺，標準尺裝在盛滿融解凍的尺盒中，以保持其穩定的溫度00 C，採用鋼桿尺是考慮到鋼的長度穩定性優於因瓦尺。德國的大地測量比長儀建在德國聯邦物理技術研究院(PTB)內，比其他國家更為考究，它的4米標準尺定期與國家標準尺編號:No. 23進行比對，在PTB的50米比長儀上檢定24米因瓦基線尺的極限誤差為士15μm。前蘇聯的大地測量比長儀建在莫斯科測繪學院的半地下室，使用3米因瓦桿尺編號:No. 541，每年送列寧格勒全蘇計量科學院與代用鉑金的大地測量長度工作基準尺H15進行比較，比較工作是在4米萬能比較儀的水槽內進行的。而H15與前蘇聯國家基準米尺編號:No. 28或副基準米尺編號:No. 11進行比較。由基準米尺經過工作基準尺傳遞到3m因瓦桿尺編號:No. 541的誤差為士0. 5 μm，前蘇計量科學研究院用士1. 0μm表示其極限誤差。我國的國家計量院因瓦基線尺在1961年以前一直在莫斯科測繪學院的比長儀上檢定，其檢定誤差不超過士15μm。

我國的24米光學機械比長儀在1958年始建於武漢測繪學院。由於武漢地區常年濕度太大，條件不適，由國家測繪總局與國家計量局協定於1960年遷至北京國家計量院，在國家計量局整體規劃內新建。24米光學機械比長儀上的核心是3米標準尺，通稱為3米桿尺，該尺是瑞士“日瓦”CGeneva)廠1900年製造的，材料是鐵鎳合金，其橫斷面為H型，其綜合極限誤差為士1Nm，通過分段測量傳遞給由8段組成的過渡標準檢定器，再由檢定器傳遞給被測量因瓦基線尺。3米標準尺是1906年在國際計量局第一次測定溫度線膨脹係數，1908年測定尺長，1958年冬運來我國，其多次在列寧格勒全蘇計量科學研究院與3米工作基準H15比較，檢定結果的極限誤差為士1μm。自1961年始，3米桿尺由我國自行檢定。1961-1964年，在6米測長機上用國家線紋標準尺8161和N563兩支H型因瓦尺作比對。1965年與1966年，則僅與8161進行比對。從1967年開始，3米桿尺尺長檢定在24m光學機械比較儀上附設的3米比長裝置上進行。經綜合分析，檢定的極限誤差為士1. 5μm。 1973年，國家基準線紋米尺開始用雷射干涉比長儀檢定以後，準確度有了提高，3米桿尺的綜合極限誤差為士0. 8μm。在24米光學機械比較儀上檢定基線尺，其綜合誤差為士10μm。在上世紀八十年代之後，隨著技術的進步，用塞曼分裂成兩種頻率的He-Ne雷射，利用都卜勒原理測量距離的方法套用到24米因瓦基線尺，其特點可以對任意尺寸進行測量，用自然標準取代了實物標準，其綜合極限誤差為0. 3μm。

對於21米以上的因瓦基線尺，2010年以前國內能夠提供一次裝夾完成檢定校準的部門，只有中國計量科學院和航空航天部304所。目前國內因瓦尺檢定單位中國計量科學院目前的機械滾珠導軌長度為24m，航空航天部304所的花崗岩氣浮導軌的量程為36m0 2004年6月，國家質量監督檢驗檢疫總局頒布了.J.JG306-2004 ((24m因瓦基線尺》，同年12月檢定規程開始實施。

上海市計量測試技術研究院是上海市政府計量行政部門依法設定的國家法定計量檢定機構，也是國務院計量行政部門批准建立的華東地區法定計量檢定機構一一華東國家計量測試中心，是全國七個大區級國家法定計量檢定機構之一，2010年以前也尚未對因瓦基線尺建標，必須將因瓦基線尺送中國計量科學院檢定。

注意事項

實際使用中因瓦基線尺關係到測量的準確度有很多注意事項:
1、因瓦基線尺應妥善保護，避免相互碰撞、觸地;
2、至少在量線前30MIN引張基線尺;
3、量距時，滑輪應位於基線視準面上，尺架應固定不動，重錘不應觸地、搖擺;
4、量距由往測轉為返測時，作業人員及附屬設備應互換位置;
5、當遇到三級以上橫向風、雨、雪天或氣溫變化較大時應停止作業。