《振動與沖擊傳感器校準方法 第42部分：高精度地震計的重力加速度法校準GBT 20485.42-2018》詳細解讀

《振動與沖擊傳感器校準方法第42部分：高精度地震計的重力加速度法校準GB/T20485.42-2018》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3測量的溯源性4當?shù)刂亓χ档拇_定4.1使用絕對重力儀的方法4.2使用重力加速度標準化網和相對重力儀的方法4.3使用重力加速度標準化網的方法contents目錄5設備及環(huán)境條件要求5.1校準環(huán)境5.2基礎與振動環(huán)境(校準設備的隔振塊)5.3電壓表5.4可調低通濾波器5.5供電電源5.6傾斜臺6方法6.1校準原理contents目錄6.2校準程序7結果表述附錄A(規(guī)范性附錄)校準的測量不確定度表述附錄B(資料性附錄)地震計校準測量的溯源性參考文獻011范圍123本部分適用于高精度地震計的重力加速度法校準。規(guī)定了采用重力加速度法對高精度地震計進行校準的方法。適用于校準具有速度或加速度輸出的高精度地震計。1范圍022規(guī)范性引用文件2規(guī)范性引用文件國際標準和規(guī)范為了保持與國際接軌，本部分還引用了相關的國際標準和規(guī)范，如ISO相關標準等。這些國際標準和規(guī)范提供了全球通用的技術要求和測試方法，為高精度地震計的校準提供了國際認可的準則。技術文件參考在校準過程中，還參考了相關技術文件，如地震計的技術規(guī)格書、操作手冊等。這些文件提供了關于地震計性能、使用方法和維護保養(yǎng)的詳細信息，對于確保校準的準確性和可靠性至關重要。核心引用標準本部分主要引用了國家標準的相關規(guī)定，確保校準方法的準確性和規(guī)范性。其中包括對振動與沖擊測量的基本術語、單位和符號的定義，以及對測量不確定度的評估方法，這些都是進行高精度地震計校準的基礎。033測量的溯源性3測量的溯源性重要性溯源性是確保測量準確性的基礎，它使得不同時間、不同地點的測量結果可以進行有效比較，從而提高校準的可信度和一致性。實現(xiàn)方式為了實現(xiàn)溯源性，需要建立完善的測量標準體系，包括國家級測量標準、工作測量標準和傳遞測量標準等。同時，還需要定期對測量標準進行比對和校準，確保其量值的準確性和穩(wěn)定性。溯源性定義在振動與沖擊傳感器校準中，溯源性指的是測量結果可以通過一條不間斷的比較鏈與國家或國際承認的測量標準相聯(lián)系，確保測量結果的準確性和可靠性。030201044當?shù)刂亓χ档拇_定使用絕對重力儀的方法絕對重力儀可以直接測量某一點的絕對重力值，這種方法精確度高，但需要專業(yè)的設備和操作技術。4當?shù)刂亓χ档拇_定使用重力加速度標準化網和相對重力儀的方法在沒有絕對重力儀的情況下，可以利用已知的重力加速度標準化網點和相對重力儀來測定當?shù)氐闹亓χ?。這種方法相對簡便，且具有一定的準確性?？紤]地理位置和高度的影響重力加速度會隨地理位置和高度的變化而變化。因此，在確定當?shù)刂亓χ禃r，需要考慮到這些因素，進行必要的修正。這樣可以更準確地得到當?shù)氐闹亓χ?，為后續(xù)的地震計校準提供可靠的參考。054.1使用絕對重力儀的方法使用絕對重力儀可以直接測量校準點的絕對重力值。這種方法精確度高，通常作為校準的基準。重力值測量雖然絕對重力儀的精度高，但其操作相對復雜，需要專業(yè)人員操作，并且設備成本和維護成本都較高。操作簡便性通過絕對重力儀測得的重力值，可以與其他方法測得的值進行對比，從而驗證校準的準確性，是高精度地震計校準的重要環(huán)節(jié)。校準準確性4.1使用絕對重力儀的方法064.2使用重力加速度標準化網和相對重力儀的方法4.2使用重力加速度標準化網和相對重力儀的方法在由IGSN-71建立的當?shù)刂亓铀俣葏⒖键c上，使用相對重力儀來確定當?shù)氐慕^對重力加速度。此方法的一個顯著優(yōu)點是不需要對緯度和海拔進行修正。方法概述需使用相對重力儀，其擴展不確定度值通常由制造商給出。在選擇設備時，應確保設備的精度和可靠性，以滿足校準地震計的要求。設備要求除了使用相對重力儀外，還可以參考各國的地質勘查研究院、氣象研究院、大地測量或地球物理研究院提供的重力加速度測量值。這些機構通常能提供比IGSN-71不確定度更小的測量值，從而進一步提高校準的準確性。如果條件允許，應優(yōu)先考慮使用這些更為精確的數(shù)據。數(shù)據來源與準確性074.3使用重力加速度標準化網的方法4.3使用重力加速度標準化網的方法重力加速度法的原理該方法利用地球重力加速度作為已知的、穩(wěn)定的加速度輸入，對高精度地震計進行校準。通過比較地震計的輸出與已知的重力加速度值，可以準確地評估地震計的精度和性能。校準步驟首先，將地震計安裝在特定的校準裝置上，確保其處于水平且穩(wěn)定的狀態(tài)。然后，通過調整校準裝置使地震計感受到重力加速度的作用。在此過程中，記錄地震計的輸出數(shù)據，以便后續(xù)分析。數(shù)據分析與校準系數(shù)計算收集到的地震計輸出數(shù)據將與已知的重力加速度值進行比較。通過分析這些數(shù)據，可以計算出地震計的靈敏度、線性度、重復性等關鍵性能參數(shù)。根據這些參數(shù)，可以進一步得出校準系數(shù)，用于修正地震計的測量誤差，提高其測量精度。085設備及環(huán)境條件要求5設備及環(huán)境條件要求校準設備進行高精度地震計的重力加速度法校準時，應使用符合標準要求的校準設備，包括但不限于高精度重力加速度計、穩(wěn)定的校準平臺以及必要的數(shù)據采集和分析系統(tǒng)。環(huán)境控制校準環(huán)境應保持相對穩(wěn)定，以減少外部干擾對校準結果的影響。這包括控制溫度、濕度、氣壓以及電磁干擾等環(huán)境因素在合適的范圍內。安全防護在進行校準時，應確保操作人員和設備的安全。采取必要的安全措施，如使用防護裝備、確保設備穩(wěn)定放置等，以防止意外事故的發(fā)生。095.1校準環(huán)境5.1校準環(huán)境溫度控制校準過程中，環(huán)境溫度應保持穩(wěn)定，避免由于溫度變化影響校準精度。一般來說，溫度應控制在20-25℃范圍內。濕度要求隔離振動與沖擊為避免濕度對校準結果的影響，環(huán)境濕度也應控制在一定范圍內，一般建議在40%-60%之間。為確保校準的準確性，應在校準過程中采取有效措施隔離外部振動和沖擊，如使用防振臺等設備。105.2基礎與振動環(huán)境(校準設備的隔振塊)隔振塊的作用隔振塊是校準設備中的重要組成部分，其主要功能是隔離外部振動干擾，確保校準的準確性和可靠性。隔振塊的設計要求隔振塊需要具備足夠的剛度和穩(wěn)定性，以支撐校準設備并保持其位置固定；同時，隔振塊還需要具備良好的隔振性能，以最大程度地減少外部振動對校準結果的影響。隔振塊的材料選擇為了保證隔振塊的性能，需要選擇高強度、高剛度的材料，如優(yōu)質鋼材或混凝土等。此外，還需要考慮材料的耐腐蝕性、耐磨性和穩(wěn)定性等因素，以確保隔振塊的使用壽命和校準精度。5.2基礎與振動環(huán)境(校準設備的隔振塊)115.3電壓表選擇合適的電壓表應根據校準的地震計輸出電壓范圍選擇合適的電壓表，確保測量精度和量程滿足要求。電壓表校準在進行校準前，應對電壓表進行校準，確保其準確性和可靠性。5.3電壓表125.4可調低通濾波器5.4可調低通濾波器功能與作用可調低通濾波器在地震計校準中扮演著關鍵角色。其主要功能是允許低于某一截止頻率的信號通過，而抑制高于該頻率的信號。這在處理地震信號時尤為重要，因為地震信號通常包含多種頻率成分，而校準過程中往往只需要關注某一特定頻率范圍內的信號。調整與設定在校準過程中，需要根據校準需求調整低通濾波器的截止頻率。這一設定應確保目標頻率范圍內的信號能夠準確通過，同時有效濾除高頻噪聲和干擾。正確的設定能夠提高校準的準確性和可靠性。性能要求為了滿足高精度地震計的校準需求，可調低通濾波器需要具備優(yōu)異的性能。這包括平坦的通帶響應、陡峭的過渡帶以及高的阻帶衰減。此外，濾波器的穩(wěn)定性和線性相位響應也是確保校準結果準確性的關鍵因素。135.5供電電源01電源要求高精度地震計的校準過程中，對供電電源有嚴格要求。電源應穩(wěn)定、可靠，并能提供持續(xù)的電流和電壓，以確保校準的準確性。電源類型與規(guī)格通常使用直流電源進行供電，電壓和電流規(guī)格需根據地震計的具體要求來確定。一般來說，電源應具備過載保護、短路保護等功能，以確保設備安全。電源對校準的影響供電電源的穩(wěn)定性對校準結果具有直接影響。不穩(wěn)定的電源可能導致校準數(shù)據出現(xiàn)偏差，因此在校準過程中需密切關注電源狀態(tài)，并及時調整或更換不合格的電源設備。5.5供電電源0203145.6傾斜臺5.6傾斜臺定義與作用傾斜臺是一種用于模擬地震計在不同傾斜角度下的工作狀態(tài)的設備。在校準過程中，通過調整傾斜臺的角度，可以觀察地震計在不同傾斜條件下的響應，從而確保其測量準確性和可靠性。01操作要求在進行重力加速度法校準時，需將高精度地震計放置在傾斜臺上，并按照規(guī)定的程序逐步調整傾斜角度。校準過程中應確保傾斜臺平穩(wěn)、精確地轉動，以避免對校準結果產生不良影響。02數(shù)據處理與分析通過記錄地震計在各個傾斜角度下的輸出數(shù)據，可以繪制出地震計響應與傾斜角度之間的關系曲線。根據這一曲線，可以對地震計的靈敏度和線性度等性能指標進行評估，進而判斷其是否符合校準要求。03156方法6方法數(shù)據處理與結果分析在校準過程中，需要詳細記錄測量數(shù)據，并對數(shù)據進行處理和分析。通過繪制輸出值與輸入值之間的關系曲線，可以直觀地了解地震計的線性度和靈敏度。同時，還可以根據校準結果對地震計進行調整和優(yōu)化，以提高其測量精度和穩(wěn)定性。校準步驟首先，將地震計安裝在穩(wěn)定的平臺上，并確保其垂直放置；然后，記錄地震計在靜止狀態(tài)下的輸出值；接著，將地震計倒置，再次記錄其輸出值；最后，根據兩次測量的結果計算靈敏度和線性度。重力加速度法校準原理該方法利用地球重力加速度作為標準加速度，通過測量地震計在垂直方向上的輸出，來確定其靈敏度和線性度等性能指標。這種方法具有準確度高、操作簡便等優(yōu)點。166.1校準原理本部分規(guī)定的校準方法使用當?shù)刂亓铀俣茸鳛閰⒖贾?，對地震計的靈敏度進行準確校準。這種方法利用了地球自身的重力場，為校準提供了一個穩(wěn)定且可靠的參照。重力加速度作為參考值6.1校準原理該方法適用于具有（或不具有）速度信號輸出的伺服型加速度計，這類加速度計通常帶有質量位置輸出，并且屬于帶寬在0.003Hz至100Hz范圍內的寬頻類地震計。適用于特定類型地震計校準方法中的測量溯源性是確保校準結果準確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。通過追溯至國家或國際承認的計量標準，可以驗證校準過程中使用的測量設備和方法的正確性。溯源性176.2校準程序123準備階段-選擇合適的校準場地，確保環(huán)境穩(wěn)定且無干擾。-準備所需設備，包括高精度地震計、重力加速度測量設備等。6.2校準程序-對地震計進行預熱和穩(wěn)定，以達到最佳工作狀態(tài)。6.2校準程序6.2校準程序-將地震計放置在選定的校準場地上，并確保其穩(wěn)定。-使用重力加速度測量設備確定當?shù)氐闹亓铀俣戎?。校準操?10203-按照標準規(guī)定的程序，對地震計進行靈敏度校準，記錄校準數(shù)據。6.2校準程序數(shù)據處理與分析-分析校準結果的準確性和可靠性，確保地震計滿足精度要求。-對校準數(shù)據進行處理，計算出地震計的靈敏度。-如果校準結果不符合要求，需要進行調整和修正，并重新進行校準。6.2校準程序187結果表述在校準證書中應詳細記錄校準結果，包括校準日期、校準有效期、校準數(shù)據等信息。校準結果校準證書中應給出測量不確定度的評定結果，以供使用者參考。測量不確定度校準證書上應注明進行校準的機構名稱、地址、聯(lián)系方式等，確?？勺匪菪浴Ｐ蕶C構信息7結果表述01020319附錄A(規(guī)范性附錄)校準的測量不確定度表述測量不確定度的定義：測量不確定度是用來表征測量結果的可靠程度的參數(shù)，它反映了測量結果的變動范圍，是對測量誤差可能大小的定量說明。校準的測量不確定度評估方法：為了評估校準的測量不確定度，需要采用統(tǒng)計方法或其他適用的方法對測量結果進行數(shù)據處理和分析。通過對測量數(shù)據的分布、離散程度等特征進行量化描述，可以計算出測量不確定度的具體數(shù)值。這有助于了解測量結果的可靠性和精度水平，并為后續(xù)的數(shù)據處理和解釋提供依據。校準的測量不確定度來源：在校準過程中，測量不確定度可能來源于多個方面，包括校準方法的不完善、測量設備的精度限制、環(huán)境因素的影響以及測量人員的操作等。這些因素都可能導致測量結果與真實值之間存在偏差。附錄A(規(guī)范性附錄)校準的測量不確定度表述20附錄B(資料性附錄)地震計校準測量的溯源性溯源性定義與重要性-溯源性是指通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值能夠與規(guī)定的參考標準聯(lián)系起來。附錄B(資料性附錄)地震計校準測量的溯源性-對于地震計校準來說，溯源性確保校準的準確性和可靠性，使得不同地點、不同時間進行的校準結果可以相互比較和驗證。-通過溯源