對模擬強震儀係統的儀器高頻誤差校正，美國學者M.D.Trifunac
，等(deng)作(zuo)過(guo)研(yan)究(jiu)，我(wo)國(guo)學(xue)者(zhe)謝(xie)禮(li)立(li)等(deng)對(dui)電(dian)流(liu)計(ji)和(he)直(zhi)接(jie)光(guang)記(ji)錄(lu)式(shi)加(jia)速(su)度(du)計(ji)的(de)模(mo)擬(ni)強(qiang)震(zhen)儀(yi)係(xi)統(tong)也(ye)作(zuo)過(guo)研(yan)究(jiu)。近(jin)年(nian)來(lai)，對(dui)數(shu)字(zi)強(qiang)震(zhen)儀(yi)係(xi)統(tong)的(de)儀(yi)器(qi)高(gao)頻(pin)誤(wu)差(cha)進(jin)行(xing)過(guo)研(yan)究(jiu)。本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)對(dui)力(li)平(ping)衡(heng)加(jia)速(su)度(du)計(ji)的(de)儀(yi)器(qi)響(xiang)應(ying)失(shi)真(zhen)和(he)誤(wu)差(cha)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)
，提(ti)出(chu)了(le)一(yi)個(ge)校(xiao)正(zheng)這(zhe)類(lei)誤(wu)差(cha)的(de)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)（微分-微分方法），即對未校正記錄做低通濾波後運用近似理想微分器做兩次微分得到校正加速度記錄，針對大亞灣核電站地震儀表係統（KIS）給出了儀器校正示例


，並編製了相應計算軟件。但是，需要指出的是近些年來美國和我國生產的力平衡加速度計儀器頻帶範圍通常為0至80Hz
，高(gao)低(di)頻(pin)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)均(jun)優(you)於(yu)早(zao)期(qi)的(de)力(li)平(ping)衡(heng)加(jia)速(su)度(du)計(ji)。理(li)論(lun)上(shang)認(ren)為(wei)不(bu)作(zuo)儀(yi)器(qi)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)失(shi)真(zhen)校(xiao)正(zheng)處(chu)理(li)就(jiu)能(neng)滿(man)足(zu)地(di)震(zhen)工(gong)程(cheng)感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)要(yao)求(qiu)。儀(yi)器(qi)響(xiang)應(ying)失(shi)真(zhen)和(he)誤(wu)差(cha)分(fen)析(xi)FBA-3傳(chuan)感(gan)器(qi)傳(chuan)遞(di)函(han)數(shu)對(dui)力(li)平(ping)衡(heng)加(jia)速(su)度(du)計(ji)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)不(bu)做(zuo)詳(xiang)細(xi)介(jie)紹(shao)
，它(ta)與(yu)其(qi)它(ta)類(lei)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)差(cha)別(bie)在(zai)於(yu)它(ta)有(you)一(yi)個(ge)電(dian)子(zi)反(fan)饋(kui)閉(bi)環(huan)，通(tong)過(guo)反(fan)饋(kui)閉(bi)環(huan)能(neng)夠(gou)調(tiao)整(zheng)和(he)改(gai)變(bian)阻(zu)尼(ni)和(he)自(zi)振(zhen)頻(pin)率(lv)
，能(neng)提(ti)供(gong)比(bi)一(yi)般(ban)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)更(geng)寬(kuan)的(de)有(you)效(xiao)頻(pin)響(xiang)範(fan)圍(wei)。但(dan)是(shi)它(ta)和(he)其(qi)它(ta)儀(yi)器(qi)一(yi)樣(yang)，存(cun)在(zai)著(zhe)儀(yi)器(qi)響(xiang)應(ying)誤(wu)差(cha)
，即(ji)其(qi)記(ji)錄(lu)隻(zhi)能(neng)在(zai)一(yi)定(ding)頻(pin)段(duan)內(nei)代(dai)表(biao)所(suo)測(ce)的(de)振(zhen)動(dong)
，超(chao)出(chu)這(zhe)個(ge)頻(pin)段(duan)，儀(yi)器(qi)記(ji)錄(lu)將(jiang)有(you)嚴(yan)重(zhong)失(shi)真(zhen)。對(dui)於(yu)FBA-3力平衡加速度計來說，對接近和超過其自振頻率的高頻振動分量，儀器記錄將包含很大誤差。振動台實驗測得FBA-3力平衡加速度計的傳遞函數如所示，結果表明：0至30Hz傳遞函數曲線是平坦的。

根(gen)據(ju)地(di)震(zhen)儀(yi)理(li)論(lun)，這(zhe)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，引(yin)進(jin)反(fan)饋(kui)技(ji)術(shu)後(hou)
，可(ke)使(shi)係(xi)統(tong)自(zi)振(zhen)頻(pin)率(lv)大(da)大(da)提(ti)高(gao)，且(qie)靈(ling)敏(min)度(du)並(bing)不(bu)下(xia)降(jiang)，係(xi)統(tong)自(zi)振(zhen)頻(pin)率(lv)遠(yuan)大(da)於(yu)被(bei)測(ce)振(zhen)動(dong)的(de)頻(pin)率(lv)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)振(zhen)動(dong)中(zhong)心(xin)相(xiang)對(dui)位(wei)移(yi)與(yu)被(bei)測(ce)地(di)麵(mian)運(yun)動(dong)加(jia)速(su)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)，即(ji)：2nXr=Xg由FBA-3力平衡加速度計的傳遞函數看到，當擺的自振頻率Fn=51.2Hz，時
，在0-30Hz範fan圍wei內nei，曲qu線xian是shi平ping坦tan的de，亦yi即ji隻zhi有you在zai這zhe樣yang的de頻pin段duan，能neng精jing確que地di代dai表biao地di麵mian運yun動dong加jia速su度du，超chao過guo這zhe個ge頻pin段duan範fan圍wei
，傳chuan感gan器qi的de運yun動dong微wei分fen方fang程cheng則ze不bu能neng成cheng立li
，此ci時shi得de到dao的de加jia速su度du記ji錄lu將jiang會hui失shi真zhen，因yin此ci必bi須xu對dui失shi真zhen的de記ji錄lu進jin行xing儀yi器qi響xiang應ying校xiao正zheng。儀yi器qi失shi真zhen校xiao正zheng方fang法fa數shu字zi濾lv波bo器qi頻pin率lv響xiang應ying曲qu線xian數shu字zi強qiang震zhen儀yi係xi統tong記ji錄lu到dao的de是shi傳chuan感gan器qi擺bai體ti相xiang對dui位wei移yi，是shi離li散san化hua的de數shu據ju序xu列lie，寫xie成chengXn
，為(wei)防(fang)止(zhi)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)對(dui)數(shu)字(zi)微(wei)分(fen)計(ji)算(suan)的(de)影(ying)響(xiang)，應(ying)用(yong)數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)器(qi)做(zuo)一(yi)次(ci)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)，高(gao)頻(pin)截(jie)止(zhi)頻(pin)率(lv)數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)器(qi)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)曲(qu)線(xian)如(ru)所(suo)示(shi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)運(yun)動(dong)微(wei)分(fen)方(fang)程(cheng)可(ke)改(gai)寫(xie)為(wei)其(qi)中(zhong)xn是地麵運動加速度xg的離散化表達形式。對失真的記錄進行兩次微分便能得到擺體相對速度xn和相對加速度xn
，再按上式組合後，即可得到儀器響應失真校正後的記錄。應用此公式
，做褶積運算求出一階微分Xn。同樣，將Xn代入上式後經過整理，求出二階微分xn。近似理想微分運算傳遞函數為了消除由於將傅裏葉級數截斷而造成的吉卜斯現象，我們引進了窗函數Wk進行平滑化，這裏使用的是漢寧窗。

取N=10時，進行微分運算
，然後按改寫後的傳感器的運動微分方程式得到校正後的加速度記錄。以上給出儀器校正方法稱做微分-weifenfayiqishizhenxiaozhengfangfa，weijinsilixiangweifenyunsuanchuandihanshu

，weishuziqiangzhenyiyiqishizhenxiaozhengkuangtu。shuziqiangzhenyiyiqishizhenxiaozhengkuangtuyiqixiaozhengshililiyonggaojishejiyuyan，zhenduibenwentichudeyiqixiaozhengfangfabianzhilejisuanchengxu
，bingzaidayawanhedianzhandizhenyibiaoxitongbiaozhunshujuchuliruanjianzhongdedaoleyingyong。KIS係(xi)統(tong)的(de)加(jia)速(su)度(du)計(ji)是(shi)采(cai)用(yong)美(mei)國(guo)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de)型(xing)力(li)平(ping)衡(heng)式(shi)加(jia)速(su)度(du)計(ji)。由(you)於(yu)該(gai)係(xi)統(tong)自(zi)建(jian)立(li)以(yi)來(lai)
，未(wei)曾(zeng)獲(huo)取(qu)地(di)震(zhen)記(ji)錄(lu)，因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)人(ren)工(gong)模(mo)擬(ni)地(di)震(zhen)方(fang)法(fa)，獲(huo)取(qu)人(ren)工(gong)模(mo)擬(ni)地(di)震(zhen)記(ji)錄(lu)。是(shi)采(cai)用(yong)本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)的(de)儀(yi)器(qi)校(xiao)正(zheng)方(fang)法(fa)對(dui)KIS係統的一個測點的人工模擬地震加速 度記錄進行儀器失真校正計算前後人工模擬記錄時程。a、v、d表示未校正加速度和積分速度、位移時程
，A、V

、D表示校正後加速度和積分速度、位(wei)移(yi)時(shi)程(cheng)。儀(yi)器(qi)失(shi)真(zhen)校(xiao)正(zheng)前(qian)後(hou)人(ren)工(gong)模(mo)擬(ni)記(ji)錄(lu)時(shi)程(cheng)結(jie)語(yu)利(li)用(yong)本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)的(de)儀(yi)器(qi)校(xiao)正(zheng)方(fang)法(fa)
，經(jing)過(guo)儀(yi)器(qi)校(xiao)正(zheng)處(chu)理(li)的(de)加(jia)速(su)度(du)時(shi)程(cheng)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)範(fan)圍(wei)得(de)到(dao)擴(kuo)展(zhan)，其(qi)頻(pin)段(duan)為(wei)0至50Hz，且qie在zai此ci頻pin段duan內nei加jia速su度du記ji錄lu沒mei有you高gao頻pin失shi真zhen現xian象xiang。因yin此ci滿man足zu了le地di震zhen工gong程cheng感gan興xing趣qu的de頻pin率lv範fan圍wei要yao求qiu。該gai方fang法fa適shi用yong於yu我wo國guo強qiang震zhen動dong台tai網wang數shu字zi強qiang震zhen儀yi獲huo取qu的de加jia速su度du記ji錄lu的de儀yi器qi失shi真zhen校xiao正zheng處chu理li。但dan是shi，需xu要yao指zhi出chu的de是shi，近jin些xie年nian來lai美mei國guo和he我wo國guo生sheng產chan的de力li平ping衡heng加jia速su度du計ji可ke不bu作zuo儀yi器qi頻pin率lv響xiang應ying失shi真zhen校xiao正zheng處chu理li。中國糧油儀器網 http://98fo.cn/