《振动与冲击传感器校准方法 第42部分：高精度地震计的重力加速度法校准GBT 20485.42-2018》详细解读

《振动与冲击传感器校准方法第42部分：高精度地震计的重力加速度法校准GB/T20485.42-2018》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3测量的溯源性4当地重力值的确定4.1使用绝对重力仪的方法4.2使用重力加速度标准化网和相对重力仪的方法4.3使用重力加速度标准化网的方法contents目录5设备及环境条件要求5.1校准环境5.2基础与振动环境(校准设备的隔振块)5.3电压表5.4可调低通滤波器5.5供电电源5.6倾斜台6方法6.1校准原理contents目录6.2校准程序7结果表述附录A(规范性附录)校准的测量不确定度表述附录B(资料性附录)地震计校准测量的溯源性参考文献011范围123本部分适用于高精度地震计的重力加速度法校准。规定了采用重力加速度法对高精度地震计进行校准的方法。适用于校准具有速度或加速度输出的高精度地震计。1范围022规范性引用文件2规范性引用文件国际标准和规范为了保持与国际接轨，本部分还引用了相关的国际标准和规范，如ISO相关标准等。这些国际标准和规范提供了全球通用的技术要求和测试方法，为高精度地震计的校准提供了国际认可的准则。技术文件参考在校准过程中，还参考了相关技术文件，如地震计的技术规格书、操作手册等。这些文件提供了关于地震计性能、使用方法和维护保养的详细信息，对于确保校准的准确性和可靠性至关重要。核心引用标准本部分主要引用了国家标准的相关规定，确保校准方法的准确性和规范性。其中包括对振动与冲击测量的基本术语、单位和符号的定义，以及对测量不确定度的评估方法，这些都是进行高精度地震计校准的基础。033测量的溯源性3测量的溯源性重要性溯源性是确保测量准确性的基础，它使得不同时间、不同地点的测量结果可以进行有效比较，从而提高校准的可信度和一致性。实现方式为了实现溯源性，需要建立完善的测量标准体系，包括国家级测量标准、工作测量标准和传递测量标准等。同时，还需要定期对测量标准进行比对和校准，确保其量值的准确性和稳定性。溯源性定义在振动与冲击传感器校准中，溯源性指的是测量结果可以通过一条不间断的比较链与国家或国际承认的测量标准相联系，确保测量结果的准确性和可靠性。030201044当地重力值的确定使用绝对重力仪的方法绝对重力仪可以直接测量某一点的绝对重力值，这种方法精确度高，但需要专业的设备和操作技术。4当地重力值的确定使用重力加速度标准化网和相对重力仪的方法在没有绝对重力仪的情况下，可以利用已知的重力加速度标准化网点和相对重力仪来测定当地的重力值。这种方法相对简便，且具有一定的准确性。考虑地理位置和高度的影响重力加速度会随地理位置和高度的变化而变化。因此，在确定当地重力值时，需要考虑到这些因素，进行必要的修正。这样可以更准确地得到当地的重力值，为后续的地震计校准提供可靠的参考。054.1使用绝对重力仪的方法使用绝对重力仪可以直接测量校准点的绝对重力值。这种方法精确度高，通常作为校准的基准。重力值测量虽然绝对重力仪的精度高，但其操作相对复杂，需要专业人员操作，并且设备成本和维护成本都较高。操作简便性通过绝对重力仪测得的重力值，可以与其他方法测得的值进行对比，从而验证校准的准确性，是高精度地震计校准的重要环节。校准准确性4.1使用绝对重力仪的方法064.2使用重力加速度标准化网和相对重力仪的方法4.2使用重力加速度标准化网和相对重力仪的方法在由IGSN-71建立的当地重力加速度参考点上，使用相对重力仪来确定当地的绝对重力加速度。此方法的一个显著优点是不需要对纬度和海拔进行修正。方法概述需使用相对重力仪，其扩展不确定度值通常由制造商给出。在选择设备时，应确保设备的精度和可靠性，以满足校准地震计的要求。设备要求除了使用相对重力仪外，还可以参考各国的地质勘查研究院、气象研究院、大地测量或地球物理研究院提供的重力加速度测量值。这些机构通常能提供比IGSN-71不确定度更小的测量值，从而进一步提高校准的准确性。如果条件允许，应优先考虑使用这些更为精确的数据。数据来源与准确性074.3使用重力加速度标准化网的方法4.3使用重力加速度标准化网的方法重力加速度法的原理该方法利用地球重力加速度作为已知的、稳定的加速度输入，对高精度地震计进行校准。通过比较地震计的输出与已知的重力加速度值，可以准确地评估地震计的精度和性能。校准步骤首先，将地震计安装在特定的校准装置上，确保其处于水平且稳定的状态。然后，通过调整校准装置使地震计感受到重力加速度的作用。在此过程中，记录地震计的输出数据，以便后续分析。数据分析与校准系数计算收集到的地震计输出数据将与已知的重力加速度值进行比较。通过分析这些数据，可以计算出地震计的灵敏度、线性度、重复性等关键性能参数。根据这些参数，可以进一步得出校准系数，用于修正地震计的测量误差，提高其测量精度。085设备及环境条件要求5设备及环境条件要求校准设备进行高精度地震计的重力加速度法校准时，应使用符合标准要求的校准设备，包括但不限于高精度重力加速度计、稳定的校准平台以及必要的数据采集和分析系统。环境控制校准环境应保持相对稳定，以减少外部干扰对校准结果的影响。这包括控制温度、湿度、气压以及电磁干扰等环境因素在合适的范围内。安全防护在进行校准时，应确保操作人员和设备的安全。采取必要的安全措施，如使用防护装备、确保设备稳定放置等，以防止意外事故的发生。095.1校准环境5.1校准环境温度控制校准过程中，环境温度应保持稳定，避免由于温度变化影响校准精度。一般来说，温度应控制在20-25℃范围内。湿度要求隔离振动与冲击为避免湿度对校准结果的影响，环境湿度也应控制在一定范围内，一般建议在40%-60%之间。为确保校准的准确性，应在校准过程中采取有效措施隔离外部振动和冲击，如使用防振台等设备。105.2基础与振动环境(校准设备的隔振块)隔振块的作用隔振块是校准设备中的重要组成部分，其主要功能是隔离外部振动干扰，确保校准的准确性和可靠性。隔振块的设计要求隔振块需要具备足够的刚度和稳定性，以支撑校准设备并保持其位置固定；同时，隔振块还需要具备良好的隔振性能，以最大程度地减少外部振动对校准结果的影响。隔振块的材料选择为了保证隔振块的性能，需要选择高强度、高刚度的材料，如优质钢材或混凝土等。此外，还需要考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性和稳定性等因素，以确保隔振块的使用寿命和校准精度。5.2基础与振动环境(校准设备的隔振块)115.3电压表选择合适的电压表应根据校准的地震计输出电压范围选择合适的电压表，确保测量精度和量程满足要求。电压表校准在进行校准前，应对电压表进行校准，确保其准确性和可靠性。5.3电压表125.4可调低通滤波器5.4可调低通滤波器功能与作用可调低通滤波器在地震计校准中扮演着关键角色。其主要功能是允许低于某一截止频率的信号通过，而抑制高于该频率的信号。这在处理地震信号时尤为重要，因为地震信号通常包含多种频率成分，而校准过程中往往只需要关注某一特定频率范围内的信号。调整与设定在校准过程中，需要根据校准需求调整低通滤波器的截止频率。这一设定应确保目标频率范围内的信号能够准确通过，同时有效滤除高频噪声和干扰。正确的设定能够提高校准的准确性和可靠性。性能要求为了满足高精度地震计的校准需求，可调低通滤波器需要具备优异的性能。这包括平坦的通带响应、陡峭的过渡带以及高的阻带衰减。此外，滤波器的稳定性和线性相位响应也是确保校准结果准确性的关键因素。135.5供电电源01电源要求高精度地震计的校准过程中，对供电电源有严格要求。电源应稳定、可靠，并能提供持续的电流和电压，以确保校准的准确性。电源类型与规格通常使用直流电源进行供电，电压和电流规格需根据地震计的具体要求来确定。一般来说，电源应具备过载保护、短路保护等功能，以确保设备安全。电源对校准的影响供电电源的稳定性对校准结果具有直接影响。不稳定的电源可能导致校准数据出现偏差，因此在校准过程中需密切关注电源状态，并及时调整或更换不合格的电源设备。5.5供电电源0203145.6倾斜台5.6倾斜台定义与作用倾斜台是一种用于模拟地震计在不同倾斜角度下的工作状态的设备。在校准过程中，通过调整倾斜台的角度，可以观察地震计在不同倾斜条件下的响应，从而确保其测量准确性和可靠性。01操作要求在进行重力加速度法校准时，需将高精度地震计放置在倾斜台上，并按照规定的程序逐步调整倾斜角度。校准过程中应确保倾斜台平稳、精确地转动，以避免对校准结果产生不良影响。02数据处理与分析通过记录地震计在各个倾斜角度下的输出数据，可以绘制出地震计响应与倾斜角度之间的关系曲线。根据这一曲线，可以对地震计的灵敏度和线性度等性能指标进行评估，进而判断其是否符合校准要求。03156方法6方法数据处理与结果分析在校准过程中，需要详细记录测量数据，并对数据进行处理和分析。通过绘制输出值与输入值之间的关系曲线，可以直观地了解地震计的线性度和灵敏度。同时，还可以根据校准结果对地震计进行调整和优化，以提高其测量精度和稳定性。校准步骤首先，将地震计安装在稳定的平台上，并确保其垂直放置；然后，记录地震计在静止状态下的输出值；接着，将地震计倒置，再次记录其输出值；最后，根据两次测量的结果计算灵敏度和线性度。重力加速度法校准原理该方法利用地球重力加速度作为标准加速度，通过测量地震计在垂直方向上的输出，来确定其灵敏度和线性度等性能指标。这种方法具有准确度高、操作简便等优点。166.1校准原理本部分规定的校准方法使用当地重力加速度作为参考值，对地震计的灵敏度进行准确校准。这种方法利用了地球自身的重力场，为校准提供了一个稳定且可靠的参照。重力加速度作为参考值6.1校准原理该方法适用于具有（或不具有）速度信号输出的伺服型加速度计，这类加速度计通常带有质量位置输出，并且属于带宽在0.003Hz至100Hz范围内的宽频类地震计。适用于特定类型地震计校准方法中的测量溯源性是确保校准结果准确性和可靠性的重要环节。通过追溯至国家或国际承认的计量标准，可以验证校准过程中使用的测量设备和方法的正确性。溯源性176.2校准程序123准备阶段-选择合适的校准场地，确保环境稳定且无干扰。-准备所需设备，包括高精度地震计、重力加速度测量设备等。6.2校准程序-对地震计进行预热和稳定，以达到最佳工作状态。6.2校准程序6.2校准程序-将地震计放置在选定的校准场地上，并确保其稳定。-使用重力加速度测量设备确定当地的重力加速度值。校准操作010203-按照标准规定的程序，对地震计进行灵敏度校准，记录校准数据。6.2校准程序数据处理与分析-分析校准结果的准确性和可靠性，确保地震计满足精度要求。-对校准数据进行处理，计算出地震计的灵敏度。-如果校准结果不符合要求，需要进行调整和修正，并重新进行校准。6.2校准程序187结果表述在校准证书中应详细记录校准结果，包括校准日期、校准有效期、校准数据等信息。校准结果校准证书中应给出测量不确定度的评定结果，以供使用者参考。测量不确定度校准证书上应注明进行校准的机构名称、地址、联系方式等，确保可追溯性。校准机构信息7结果表述01020319附录A(规范性附录)校准的测量不确定度表述测量不确定度的定义：测量不确定度是用来表征测量结果的可靠程度的参数，它反映了测量结果的变动范围，是对测量误差可能大小的定量说明。校准的测量不确定度评估方法：为了评估校准的测量不确定度，需要采用统计方法或其他适用的方法对测量结果进行数据处理和分析。通过对测量数据的分布、离散程度等特征进行量化描述，可以计算出测量不确定度的具体数值。这有助于了解测量结果的可靠性和精度水平，并为后续的数据处理和解释提供依据。校准的测量不确定度来源：在校准过程中，测量不确定度可能来源于多个方面，包括校准方法的不完善、测量设备的精度限制、环境因素的影响以及测量人员的操作等。这些因素都可能导致测量结果与真实值之间存在偏差。附录A(规范性附录)校准的测量不确定度表述20附录B(资料性附录)地震计校准测量的溯源性溯源性定义与重要性-溯源性是指通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准联系起来。附录B(资料性附录)地震计校准测量的溯源性-对于地震计校准来说，溯源性确保校准的准确性和可靠性，使得不同地点、不同时间进行的校准结果可以相互比较和验证。-通过溯源