低頻標準振動臺系統和振動校準技術研究

匙慶磊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

度異常區的出現，是基巖地形與土體共同作用的結果。其中，玉田地區基巖地形的凹凸變化，在加強玉田縣城以北區域地震動強度的同時，也降低了玉田縣城內大部分地區的地震動強度，從而使縣城內大部分地區的地震動強度相對更低；玉田地區深厚覆蓋層的存在，導致土體的卓越頻率主要位于較低頻段，這與唐山地震時區內建（構）物自振頻率較高的特點正好相反，避免了共振現象的產生，降低了玉田地區建（構）物的破壞程度。基巖地形和土體的共同作用，使玉田城區內大部分區域的震害程度相對更低，從而形成了典型的低烈度異常區。

關鍵詞唐山地震；玉田；震害異常；譜元法；場地條件；異常機理

中圖分類號：P315.9；

文獻標識碼：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.04.010

（作者電子信箱，李孝波：xiaoboliiem@sina.cn）

低頻標準振動臺系統和振動校準技術研究

匙慶磊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

校準是保證傳感器測量數據準確的前提。低頻振動傳感器在地震觀測、土木水利與建筑工程、機械與運載工程、能源與礦業工程等領域愈來愈獲得廣泛應用。這些傳感器都需要在低頻振動標準裝置上進行校準，而低頻標準振動臺是低頻振動標準裝置的關鍵設備，低頻標準振動臺的設計和制造技術通常決定了一個國家低頻振動校準的水平。振動臺在校準中用于產生標準振動信號，通常情況下是正弦信號，但校準激勵信號有從穩態正弦信號向隨機信號發展的趨勢。目前，低頻振動傳感器的校準通常是在實驗室進行的，但是一些在線監測系統對傳感器的現場校準提出了要求。

本文重點研究了以下3方面內容：

（1）低頻標準振動臺的控制技術。建立了低頻標準振動臺的數學模型，并實際設計了一種便攜式的低頻標準振動臺，對設計的低頻振動臺進行了測試。測試結果表明，該振動臺加速度信號可以低至0.5Hz，速度信號可以低至0.1Hz，能夠滿足一般低頻振動傳感器的校準需要，可滿足省一級的計量機構、振動傳感器生產商以及大量使用低頻振動傳感器單位的校準需求。

（2）對以地震波作為激勵信號的校準方法進行了研究。探索了在低頻標準振動臺上產生地震波的方法，在中國地震局工程力學研究所的低頻標準振動臺上實現了地震波復現，大部分情況下復現的地震波與原始地震波記錄的相關系數可以達到0.95以上。隨后以地震波作為校準激勵信號，對傳感器進行了校準，將校準結果與激光干涉法振動絕對校準方法的校準結果進行了比較，獲得了理想的結果。

（3）對振動傳感器的現場校準方法進行了探討。雖然以往自標定（校準）方法一直在使用，但并未對系統進行詳細的分析研究。本文針對4種類型的內置校準線圈傳感器，分別利用自校準方法和激光干涉法振動絕對校準方法進行校準。2種校準方法的校準結果表明，低