Research on Seismometer Calibration and its Consistency of Transfer Function
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摘要: 采用超低频振动国家基准装置,以典型地震计3T-120PH为例,开展地震计灵敏度校准工作。将振动校准数据结果与地震计的传递函数结果进行比较分析。当频率较低时(10Hz以下),振动校准结果与传递函数结果一致性非常好,当频率较高时(10Hz以上)二者开始出现分化。由于振动校准方法真实地将振动信号传递给地震计,符合实际使用情况,因此地震计采用振动台校准方法比电标法结果更能反应地震计工作时的真实性。Abstract: The sensitivity calibration of seismometers was carried out using the national standard of the ultra-low frequency vibration with a typical seismometer 3T-120PH as an example. The results of the vibration calibration data are compared and analyzed with the transfer function results of the seismometers. When the frequency is lower (below 10Hz), the vibration calibration results agree very well with the transfer function results, and when the frequency is higher (above 10Hz) the two begin to diverge. Since the vibration calibration method realistically transmits vibration signals to the seismometers, which is in line with the actual use situation, the seismometers using the shaker calibration method is more responsive to the realism of the seismometers at work than the results of the electrical calibration method.
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Key words:
- metrology /
- seismometer /
- shaking calibration /
- transfer function
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表 1 3T-120PH地震计传递函数数据
Table 1. Transfer function data of 3T-120PH Seismometer
南北方向 东西方向 垂直方向 速度输出(V/m/s) 2×999 2×1005 2×997 极点(Hz) −5.89×10−3+j5.89×10−3
−5.89×10−3−j5.89×10−3−180 −160 −80 零点(Hz) 0 0 1 Hz下的归一化因子 2304000 表 2 换算后的3T-120PH地震计传递函数数据
Table 2. Converted transfer function data of 3T-120PH Seismometer
南北方向 东西方向 垂直方向 速度输出(V/m/s) 2×999 2×1005 2×997 极点
(rad/s)−0.037+j0.037
−0.037−j0.037−1.131×103 −1.0053×103 −5.0265×102 零点(rad/s) 0 0 1 Hz下的归一化因子 5.7157×108 表 3 3T-120PH地震计UD向归一化幅相特性数据
Table 3. Normalized amplitude and phase characteristics data of 3T-120PH Seismometer in the vertical direction
频率(Hz) 速度(mm/s) 灵敏度 [mV/(mm/s)] 归一化幅频特性值(dB) 相移(°) 0.00833 1.86 1397.12 −3.13 89.74 0.01 2.01 1619.88 −1.84 74.73 0.02 2.99 1967.49 −0.15 35.21 0.05 4.56 1998.52 −0.02 13.51 0.1 4.56 2000.14 −0.01 6.70 0.2 4.56 2000.78 −0.01 3.30 0.5 4.52 2001.68 0.00 1.17 1* 4.51 2002.79 0.00 0.30 2 4.53 2005.55 0.01 −0.46 5 4.53 2017.15 0.06 −2.13 10 4.57 2032.85 0.13 −5.08 20 4.49 2041.11 0.16 −10.88 30 4.55 2051.84 0.21 −16.38 40 3.01 2064.76 0.26 −21.58 50 2.04 2119.09 0.49 −26.52 60 1.67 2171.66 0.70 −31.76 70 1.37 2300.11 1.20 −37.69 80 1.17 2422.38 1.65 −44.62 *注:由于3T-120PH地震计属于宽频带地震计,故取频率1 Hz为归一化频率。 -
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