数字强震仪力平衡加速度计的仪器响应误差分析

本文通过对数字强震仪系统使用的力平衡加速度计的仪器响应误差进行分析,提出一个校正仪器响应失真的处理方法(微分-微分方法),即对未校正记录做低通滤波后运用近似理想微分器做两次微分得到校正加速度记录。针对大亚湾核电站地震仪表系统(KIS)给出仪器校正示例,并编制了相应计算软件。该方法适用于我国强震动台网数字强震仪获取的加速度记录的仪器响应误差校正处理。

力平衡加速度计强震记录仪器误差的校正

数字式强震加速度仪，例如美国Ｋｉｎｅｍｅｔｒｉｃｓ公司生产的ＰＤＲ－１、ＳＳＡ－１、ＳＳＲ－１型强震仪和我国生产的ＳＣＱ－１型强震仪，这些强震仪的拾振器都选用了力平衡加速度计（如ＦＢＡ－１或ＲＪＬ－１型）．我国使用上述数字式强震仪已经获取了较多强震记录，但在强震记录数据处理方面，力平衡加速度计强震记录仪器误差校正问题目前尚无解决办法．本文在简要回顾力平衡加速度计工作原理的基础上，利用振动反应数值分析连锁公式的反演算法，提出一种仪器误差校正的方法，并给出实际算例．

摆式力平衡加速度计测试方法

阐述了摆式力平衡加速度计的基本工作原理和主要性能指标的测试方法,分析了加速度计误差及存在误差的原因,对减小误差的测试方法进行探讨研究,达到了提高加速度计测试准确度的目的。

力平衡加速度计在线动态测试及其传递函数辨识

为了实现六自由度强震观测系统中力平衡加速度计在线动态测试的自动化和传递函数辨识,提出一种嵌入到六自由度强震观测系统内的测试系统,该系统由模/数、数/模转换器以及微控制器组成。利用频域辨识算法—Levy法,实现了力平衡加速度计传递函数的辨识。试验结果证明:利用这种测试系统可以代替超低频标准振动台来进行力平衡加速度计动态模型的辨识。

力平衡加速度计在线动态测试方法的实验研究

为了提高强震观测系统中力平衡加速度计动态测试的效率并降低成本,本文提出了利用力平衡加速度计内的自标定机构进行在线动态测试的方法。通过对比力平衡加速度计的绝对测试和在线测试实验结果,证明自标定机构可以代替超低频标准振动台来进行力平衡加速度计的动态测试。

力平衡MEMS加速度计的系统级建模与仿真(英文)

利用两种不同方法完成力平衡加速度计的系统级仿真.系统级模型参数在已完成的硅基力平衡MEMS加速度计结构上提取,数学模型和仿真分别采用VHDL-AMS和SIMULINK TM来实现.对仿真结果进行比较,两者之间有细微的差别.利用VHDL-AMS进行仿真更灵活、准确,模型可重复再用,但是过程中要消耗更多时间.而使用SI MULINK可以方便、快捷地建立模型.

力平衡式加速度计仪器响应误差的校正方法

本文通过对数字强震仪系统使用的力平衡加速度计的仪器响应误差进行分析,提出了一个校正仪器响应失真的处理方法(微分-微分方法),即对未校正记录做低通滤波后运用近似理想微分器做两次微分得到校正加速度记录。针对大亚湾核电站地震仪表系统(K IS)给出了仪器校正示例,并编制了相应计算软件。该方法适用于我国强震动台网数字强震仪获取的加速度记录的仪器响应误差校正处理。

力平衡式加速度计闭环伺服系统动态数学模型

对力平衡加速度计的原理和在线测试方法进行了理论分析和实验研究 ,在工程实践中 ,依据加速度表系统数学模型的理论分析为基础 ,根据加速度表系统的具体线路 ,拟合出加速度表的系统开环传递函数。对系统进行在线测试并采用曲线拟合的算法 ,辨识出系统的数学模型。

预载电压对力平衡式微硅加速度计性能的影响

在实验中发现,力平衡式加速度计的施力电压变化范围和传统计算中的并不相同。为研究预载电压对加速度计性能指标的影响,重新推导了力发生器的传递函数和静电负刚度等参数的表达式。对参数的分析显示:预载电压直接影响了加速度计的灵敏度、量程和分辨力,但不影响非线性。在综合各种影响的基础上,提出了根据不同应用的要求选取预载电压的方法,并进行了实验验证。

力平衡式微加速度计的非线性误差确定

从闭环控制系统出发,基于力平衡式微加速度计的工作原理及工作过程,分析了机电耦合控制与结构参数对加速度计灵敏度与非线性误差的影响,并运用解析法得出以下结论:加速度计的灵敏度与系统的交流偏压及增益无关;非线性误差与系统的交流偏压及闭增益成反比,与输入加速度的三次方成正比。运用深反应离子刻蚀技术与硅微键合技术制造出加速度计敏感芯片,离心机测试的数据表明实际结果与理论结果相符。

高温加速度传感器关键技术研究

为了满足深井和核电站强震动观测需求,研制一种能在100℃—130℃环境下有效连续工作的力平衡反馈加速度计,并重新设计其电路方案,主要利用高温分立元件重新设计检波及前后级放大电路,并对其余电路进行升级改造。样机实验结果表明:设计方案满足要求,具有一定的实用性。

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状,概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正,建议了解决强震仪器缺陷的措施,分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下:(1)进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径;(2)早期数字强震仪(力平衡加速度计频带范围0至30Hz)获取的强震动记录应进行仪器校正;(3)应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术,发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。

基于精确权函数的仪器响应失真校正方法与算例

当前,经仪器响应失真校正后,加速度计有效观测频带通常为0至1倍自振频率,这限制了强震仪应用领域的延拓。有鉴于此,本文提出一个基于精确权函数的仪器响应失真校正方法并给出一个验证算例。分析表明:较之现有方法,新方法兼有高精度和高效率的优点,并可以将力平衡式加速度计的有效观测频带至少延拓3倍,对于拓展强震仪的应用领域具有重要意义。

六自由度地震动测量方法及其误差分析

根据无陀螺捷联惯导原理,提出一种用八支力平衡加速度计测量六自由度地震动的方法,并对该测量方法的误差进行了分析。