下载文档原格式
高中物理选修3-4知识点汇总一、用单摆测重力加速度实验误区警示①摆线不能过长或过短或易伸长，摆长应是选点到球心间的距离。
摆球用密度大、直径小的金属球。
②摆球摆动时应使偏角不超过10°，且在同一竖直面内，不要形成圆锥摆，摆动中悬点不能松动。
③累积法测周期时，应从最低位置开始计时和记录全振动次数。
④使用秒表方法是三次按按钮：一是“走时”，二是“停止”，三是“复零”。
读数：先读分钟刻度（包括半分钟），再读秒针刻度（最小刻度为0.1 s，不再估读）。
⑤处理数据时，采用图象法，画出T–L图象，求得直线的斜率k，即有g=4π2/k。
二、振动图象和波动图象异同点比较三、波特有的现象①波的叠加：当两列波相遇时，每列波将保持原有的特性，即频率、振幅、波长、波速及振动方向不变，继续按原来的方向传播，他们互不干扰。
在两列波的重叠区域内，介质中的质点同时参与两种振动，其振动的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和。
②波的干涉与波的衍射的比较③多普勒效应多普勒效应是指由于波源与观察者之间有相对运动，观察者单位时间内接受到的波的个数发生了变化，出现了观测频率与波源频率不同的现象。
对机械波来说，所谓的运动或静止都是相对于介质而言的。
A．当观察者和波源有一个静止，另一个靠近静止者，观察者单位时间内接收到的波的个数增多了，观察到的波的频率就会变大。
B．当观察者和波源有一个静止，另一个远离静止者，观察者单位时间内接收到的波的个数变少了，观察到波的频率就会变小。
但要注意一点，波源和观察者只有相对运动才能观察到多普勒效应，如果波源和观察者以相同的速度运动，观察者是观测不到多普列效应的。
四、波的多解造成波动问题多解的主要因素（1）周期性①时间周期性：时间间隔u周期的关系不明确；②空间周期性：波传播距离与波长的关系不明确。
（2）双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定；②振动方向双向性：质点振动方向不明确。
（3）对称性波源的振动，要带动它左右相邻质元的振动，波向左右两方向传播。
第11点加强点振动“强”，减弱点振动“弱”学习了波的干涉之后，有些同学会有这样的错误认识：振动加强点(区)，质点总处于波峰(或波谷)，振动减弱点(区)质点总处于平衡位置(即不振动)．其实不然，下面咱们根据振动加强点和减弱点的振动图像来理解它们的振动特点．1．振动加强点的振动图像如图1所示，对于图中的a点，设波源S1、S2在a点引起的振幅分别为A1和A2，以图中a 点波峰与波峰相遇时刻计时，波源S1、S2分别引起a点的振动图像如图2甲、乙所示，当两列波重叠后，a点同时参与两个振动，合振动的图像如图2丙所示．图1图2从图中可看出：对于a点，在t＝0时是两列波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变成波谷和波谷相遇，再过半个周期，就变成波峰和波峰相遇．也就是说，a点始终是振动加强点，合振动的振幅等于两列波分别引起的振幅之和．从图像还可以看出，振动加强的a点并不是始终处于波峰或波谷，它仍然在平衡位置附近振动，其位移随时间变化，其振动比两列波单独时剧烈了．2．振动减弱点的振动图像如图1所示，以波源S1、S2分别将波峰、波谷传给减弱点b时刻开始计时，波源S1、S2分别引起b点的振动图像如图3甲、乙所示，当两列波重叠后，b点同时参与两个振动，合振动的图像如图3丙所示．图3从图像可以看出，在t＝0时，b点是一列波(S1)的波峰和另一列波(S2)的波谷相遇，经过半个周期，就变成一列波(S1)的波谷和另一列波(S2)的波峰相遇，在这一点两列波引起的合振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差．从图像还可以看出，振动减弱的b点并不是不振动，只是振幅最小，等于两列波的振幅之差．只有当两列波的振幅相等时，振动减弱的质点才不振动．对点例题如图4所示是水波干涉的示意图，S1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上，两波源的频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是()图4A．A点一直在波峰，B点一直在波谷B．B点一会儿在波峰，一会儿在波谷C．C点一会儿在波峰，一会儿在波谷D．D点一会儿在波峰，一会儿在波谷解题指导在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动，只是质点的振幅较大，为A1＋A2.本题中由于A1＝A2，故振动减弱区的质点并不振动，C点是波峰与波谷相遇，为减弱点，故C点不振动．而此时A点是波峰与波峰相遇，是加强点，B 点是波谷与波谷相遇，是加强点，又A、D、B三点在一条振动加强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，故此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷．答案BD易错警示要切实理解好振动加强和振动减弱的含义是解决本题的关键．振动加强和振动减弱是针对振幅而不是位移而言的．若认为只有干涉图样上波峰和波峰、波谷和波谷相遇的点才是振动加强的点，波峰和波谷相遇的点为振动减弱的点，可能漏选D.若误认为加强点永远位于波峰，减弱点永远位于波谷，会误选A.1．如图5所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y 轴正方向传播．图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置．对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，下列判断正确的是()图5A．a、b点振动加强，c、d点振动减弱B．a、c点振动加强，b、d点振动减弱C．a、d点振动加强，b、c点振动减弱D．a、b、c、d四点的振动都加强答案 B解析当两列波产生干涉现象时，会形成加强区与减弱区彼此相间的稳定的干涉图样．在题图中设A、B、C、D四点处在实线的交点，即波峰与波峰相遇，都是加强点，又由于甲、乙两列波分别沿x轴正方向和y轴正方向传播，所以BD决定的直线为加强线，过A、C且平行于BD的两条直线也应是加强线．由图不难看出，a、c点处在振动加强区，b、d点处在振动减弱区．2．如图6所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A.a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc.某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则()图6A．a处质点的位移始终为2AB．c处质点的位移始终为－2AC．b处质点的振幅为2AD．c处质点的振幅为2A答案CD解析由于a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，所以a点和c点均为振动加强的点．但是，只要a点和c点有振动，位移就有变化．a、c两点的振幅为2A，不等于说a、c两点的位移始终为2A或－2A，选项A、B错误．b点位于S1、S2的中垂线上，S1、S2传到b点的振动同步，所以b点也是振动加强的点，实际上在S1S2连线的中垂线上的任何点都是振动加强的点，选项C、D正确．。
《水工建筑物强震动安全监测规范》编制工作大纲中国水利水电科学研究院2009年1月19日目录一、编制的目的和必要性 (3)（一）编制标准的理由和目的 (3)为了规范我国水工建筑物强震动安全监测技术工作，以及为确定抗震设计地震动参数和地震烈度提供定量资料，通过强震记录的及时处理分析做出震害评估，采取相应的应急措施，减轻和防止水工震害的进一步扩展和次生灾害的发生，特制定本标准。
(3)（二）编制标准的必要性 (3)二、编写依据和国内相关标准 (4)（一）编写依据 (4)（二）国内相关规定 (4)三、适用范围 (4)四、规范的主要内容 (5)一、总则 (5)二、术语和定义 (6)三、监测台阵布置 (6)四、监测系统组成与技术要求 (7)五、监测系统的测试、安装与验收 (9)六、监测系统的管理与维护 (12)七、加速度记录的处理分析 (14)五、工作内容与计划安排 (16)（一）总体计划 (16)一、编制的目的和必要性（一）编制标准的理由和目的为了规范我国水工建筑物强震动安全监测技术工作，以及为确定抗震设计地震动参数和地震烈度提供定量资料，通过强震记录的及时处理分析做出震害评估，采取相应的应急措施，减轻和防止水工震害的进一步扩展和次生灾害的发生，特制定本标准。
（二）编制标准的必要性为了贯彻执行《中华人民共和国防震减灾法》和《水库大坝安全条例》，并与《水工建筑物抗震设计规范》配套使用，使我国的水工建筑强震安全监测技术工作的设计、施工、管理有章可循，迫切需要总结我国近40年的强震安全监测的经验，编制出水利部《水工建筑物强震安全监测技术规范》。
我国是一个多地震国家，而西部是我国主要的地震区，地震的烈度和频度都相当高，上述这些水工建筑物的设计烈度都高达8度和9度，在如此高烈度区修建300m级高坝，其地震工况多成为设计中的控制工况，且目前世界上也尚无先例可循。
由于这些高坝大库，一旦遭受强震失事，其次生灾害是极端严重的，因此加强水工建筑物强震监测工作十分必要。
《选修3-4》和《选修3-5》重要知识点汇总一、机械振动和波1、物体做简谐运动：①回复力F=-kx ，②位移与时间是正弦（余弦）函数。
2、简谐运动中路程s 与振幅A 的关系：质点一个周期内通过的路程是振幅的4倍，半个周期内通过的路程是振幅的2倍，四分之一周期内通过的路程不一定是一个振幅。
（从平衡位置和最大位移处出发s=A ，其他位置出发向着平衡位置运动时s>A ，背离平衡位置运动s<A ）3、单摆的受力特征：切线方向-kx x mg --mgsin ===L F θ回，Lx tan sin ≈≈θθθ很小时，,法线方向R F T 2mv mgcos =-θ。
4、机械秒表的读数：短针读数（注意半分钟刻度线，以秒为单位）+长针读数（最小刻度为0.1秒，不估读）5、在单摆测当地重力加速度实验中，如果没有米尺和游标卡尺只有一把比较短的刻度尺，也可以测g 。
()22221214g πT T L L L -=-=∆, 222124g T T L -∆=π 6、波在传播过程中，周期（或频率）只取决于波源，波速v 取决于介质的性质，波长取决于波速和周期。
7、波发生衍射的条件：波长大于障碍物或孔的尺寸，波长越大越容易发生衍射。
波发生干涉的条件：两列波的频率相同，相位差恒定。
8、波干涉的规律：两波源振动步调一致时λn s =∆ 振动加强 ）（1n 221s +=∆λ振动减弱 两波源振动步调相反时：λn s =∆ 振动减弱 ）（1n 221s +=∆λ振动加强 9、波的干涉图样中“强处永远强，弱处永远弱”，振动加强点是以21A A +为振幅在振动的点，加强线是一列大振幅的波，加强线上的每一点都是加强点；振动减弱点是以21A A -为振幅在振动的点,减弱线是一列小振幅的波，减弱线上的每一点都是减弱点。
二、电磁场和电磁波1、麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证明电磁波的存在。
2、麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场（磁场）产生磁场（电场）。
地震复习基础知识名词1.假频：某⼀频率的连续信号在离散取样时，由于取样频率⼩于信号频率的两倍，于是在连续信号的每⼀个周期内取样不⾜两个，取样后变成另⼀种频率的新信号，此乃假频。
2.频谱分析：利⽤傅⽴叶⽅法来对振动信号进⾏分解并进⽽对它进⾏研究和处理的⼀种过程。
3.多次波：海⽔表⾯和海底⾯之间或地表与强反射⾯之间产⽣的多次反射。
4.观测系统：地震波的激发点与接受点的相互位置关系。
5.亮点技术：利⽤反射波振幅法检测油⽓的⼀种⽅法技术。
亮点：指地震剖⾯上振幅明显增强的同相轴。
6.A VO技术：Amplitude Versus Offset 利⽤CDP道集资料分析反射波振幅随炮间距的变化规律，估算界⾯的弹性参数伯松⽐，进⼀步推断底层的岩性和含油⽓情况。
7.相对振幅保持处理：保持反射波的相对振幅关系不变进⾏资料处理的过程。
8.真振幅恢复：从地⾯检波器记录到的振幅中消去波前扩张和吸收因素的影响，使其恢复到仅与地下反射系数⼤⼩有关的真振幅值。
9.剩余时差：将某个波按⽔平截⾯⼀次反射波作动校正后的反射时间与共中⼼点处的⾃激⾃收时间之差。
10.菲涅尔带（下P25）：若在界⾯上O点（激发点）两侧的C、c点产⽣的绕射⼦波与在o点产⽣的绕射⼦波到达O点的时差为T/2，则认为C、c以内的点产⽣的绕射⼦波在O点是加强的，Cc以外的不再互相加强，则以O为圆⼼，Oc为半径在反射界⾯上作出的圆的范围即为O点产⽣在波界⾯上的（第⼀）菲涅尔带。
菲涅尔带半径|Oc|=（0.5λh）1/211.速度谱：某时刻地震波能量扫描相对速度的变化关系曲线为该时刻的⼀条速度谱线，将所有的谱线按时间集中在v-t坐标系中得到该道集的速度谱线集合即为速度谱。
12.地震组合法：⼀种利⽤有效波和⼲扰波在传播⽅向上的差别来压制⼲扰波的⽅法，有检波器组合、震源组合和室内混波。
13.共反射点叠加法：野外采⽤多次覆盖的观测系统，室内处理采⽤⽔平叠加法，最终得到⽔平叠加剖⾯，这⼀整套⼯作即为共反射点叠加法。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波单元汇编附解析(3)一、选择题1．若单摆的摆长不变，摆球的质量由20g增加为40g，摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°，则单摆振动的( )A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅改变C．频率改变，振幅不变D．频率改变，振幅改变2．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同3．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m．则两单摆摆长l a与l b分别为( )A．l a＝2.5 m，l b＝0.9 m B．l a＝0.9 m，l b＝2.5 mC．l a＝2.4 m，l b＝4.0 m D．l a＝4.0 m，l b＝2.4 m4．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（）A．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C．单摆过平衡位置时，所受的合力为零D．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力5．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大6．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大7．下列说法正确的是（）A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短8．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波单元汇编附解析(1)一、选择题1．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v ，传播周期为T ，介质中质点的振幅为A 。
绳上两质点M 、N 的平衡位置相距34波长，N 位于M 右方。
设向上为正，在t =0时刻M 位移为2A +，且向上运动；经时间t （t ＜T ），M 位移仍为2A +，但向下运动，则（ ） A ．在t 时刻，N 位移为负，速度向下B ．在t 时刻，N 位移为负，速度向上C ．在t 时刻，N 恰好在波谷位置D ．在t 时刻，N 恰好在波峰位置 2．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（ ）A ．0.2s 时的位移与0.4s 时的位移相同B ．0.4s 时的速度与0.6s 时的速度相同C ．弹簧振子的振动周期为0.9s ，振幅为4cmD ．0.2s 时的回复力与0.6s 时的回复力方向相反3．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是 A ．速度、加速度、动能B ．动能、冋复力、对平衡位置的位移C ．加速度、速度、势能D ．速度、动能、回复力4．如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。
当P 运动到上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（ ）A ．0.60 mB ．0.20 mC ．0.15 mD ．0.10 m5．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图．a 、b 两质点的横坐标分别为x=2m 和x=6m ，图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是（ ）A．该波沿+x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿-y方向D．质点a在t =2 s时速度最大6．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振，质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m，则该波的波速为A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．8m/s7．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源。
测试技术绪 论 1. 测试：测试是具有实验性质的测量，或者可以理解为测量和实验的综合。
2. 测试技术研究的主要内容为被测量的测量原理、测量方法、测量系统及数据处理四个方面。
3. 测试技术的组成及作用：1.传感器是将被测信息转换成 电信号的器件，包括敏感器和转换器两部分。
2.信号的调理环节是把来自传感器的信号转换成更适合进一步的传出和处理的形式。
3.信号处理环节是对来自信号调理环节的信号进行各种运算滤波和分析。
4.信号显示记录环节是将来自信号处理环节的信号以观察者易于观察的形式来显示或存储测试的结果。
5.反馈、控制环节主要用于闭环控制系统中的测试系统。
第1章 信号及其描述 1． 信号的分类 ⎧⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎩⎩⎪⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎩⎩简谐信号周期信号复合周期信号确定性信号准周期信号非周期信号瞬变信号信号各态历经信号平稳随机信号随机信号非各态历经信号非平稳随机信号确定性信号：能用明确的数学关系式 或图像表达的信号。
2. 工程测试 就是信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。
平稳随机过程：统计特征量不随时间 变化 各态历经随机过程：样本特征量代替总体特征量 3. 信号的描述：时域描述（表达式、波形）和频域描述（频谱：相频谱、幅频谱） 周期信号的描述、非周期信号的描述、随机信号的描述：（1）周期信号与离散频谱 周期信号的频谱特点和求取方法1）周期信号的频谱特点是离散的，每条频谱线表示一个谐波分量。
2）每条频谱线只出现在基频整数倍的频率上。
3)各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比，谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小。
求取方法:用三角函数展开式或是用负指数函数展开式求得。
4..欧拉公式： ：)e (e 2/sin )e (e 2/1cos jsin cos e 00jn t jn t jn t jn tjn t j t n t n tn t n ωωωωωωωωω-=+=±=0000-0-00±5.傅里叶变换的主要性质1）奇偶虚实性。
第8点加强点振动“强"，减弱点振动“弱”振动加强点和振动减弱点是针对振幅而不是位移而言的．1．振动加强点的振动图像如图1所示，对于图中的a点，波源S1、S2分别引起a点的振动图像如图2甲、乙所示，当两列波重叠后，a点同时参与两个振动，合振动的图像如图2丙所示．图1图2振动加强的a点并不是始终处于波峰或波谷，它仍然在平衡位置附近振动，位移仍随时间变化,其振动比两列波单独存在时剧烈了．2．振动减弱点的振动图像如图1所示，波源S1、S2分别引起b点的振动图像如图3甲、乙所示,当两列波重叠后,b点同时参与两个振动,合振动的图像如图3丙所示．图3振动减弱的b点并不是不振动，只是振幅减小，等于两列波的振幅之差．只有当两列波的振幅相等时，振动减弱的质点才不振动．对点例题如图4所示是水波干涉的示意图，S 1、S2是两波源，A、D、B三点在一条直线上,两波源的频率相同，振幅相等，则下列说法正确的是( )图4A．A点一直在波峰,B点一直在波谷B．B点一会儿在波峰，一会儿在波谷C．C点一会儿在波峰，一会儿在波谷D．D点一会儿在波峰，一会儿在波谷解题指导在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动，只是质点的振幅较大，为A1＋A2。
本题中由于A1＝A2，故振动减弱区的质点并不振动，C点是波峰与波谷相遇，为减弱点，故C点不振动．而此时A点是波峰与波峰相遇，是加强点，B点是波谷与波谷相遇,是加强点，又A、D、B三点在一条振动加强线上,这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加强点，故此三点都是一会儿在波峰，一会儿在波谷．答案BD易错警示切实理解好振动加强点和振动减弱点的含义是解决本题的关键．振动加强点和振动减弱点是针对振幅而不是位移而言的．若认为只有干涉图样上波峰和波峰、波谷和波谷相遇的点才是振动加强的点，波峰和波谷相遇的点为振动减弱的点，可能漏选 D.若误认为加强点永远位于波峰，减弱点永远位于波谷,会误选A。
1 1. 试述强震动观测的主要任务。 针对各类场地和工程结构布设强震动观测台网，获取真实可靠的强地面运动记录 和工程结构地震反应资料，为研究强地面运动的特性和工程结构抗震设计方法与 技术提供重要的基础资料。 ① 获取强地面运动的定量记录 ② 获取工程结构的地震反应数据 ③ 强震动观测资料是地震工程学与近场地震学研究和发展的基础资料 ④ 应用领域的进一步扩展----地震应急决策 2. 强震动观测有哪些特点，它与测震观测有何区别？ ① 观测活动服务科研目标不一样；可能引起工程结构破坏和生命财产损失的强烈 地震动与监测地震活动性、测定地震的震源参数、研究地壳和 内部结构 ② 观测记录和感兴趣的物理量不一样； 测量加速度（幅值、频谱、持续时间）与测量
位移、地震波的到达时间（幅值、初动方向、震源位置、 ） ③ 记录工作方式不一样； 触发运行、无人值守与连续记录、高灵敏度、有 /无人值守
④ 台站设置位置不完全一样。自由场地、各类 物和结构物与背景噪声极小、基 本均匀分布 3. 试述强震动观测的发展趋势。 台网规模迅速扩大；大震预警系统和快速反应系统迅速发展； 基于强震动观测的 震害快速评估系统；布设各类观测台阵； 4. 强震仪的基本组成和基本技术要求。 强震动仪主要包括拾振器（加速度计）I和记录器两部分，拾振器直接测量地震运 动的装置，记录器控制强震动仪的工作状态，并记录拾振器测量的测点运动； ① 较宽的频带，至少应为0 - 50赫兹I ② 能记录的最大加速度值应不低于 1 gn=0.01g=0.001gal=0.001m/sA2 ③ 仪器应能连续记录多次地震动 ④ 触发运行 ⑤ 稳定可靠、维护方便、故障率低 5. 试说明数字式强震仪数据采集单元组成和基本参数 数字强震动仪的数据采集单元主要由模数转换器（ADC）和数字信号处理芯片 （DSP）组成。 技术指标：采样率、噪声、动态范围、分辨率、频响特性 采样率：每秒钟采样数 越高越好但是所占存储空间大2
噪声：无传感器输入情况下记录器本身的采样输出值大小，用噪声均方根值 nR表示 动态范围：满量程输入Ae和噪声（均方根值）nR的常用对数乘以20,单位dB， DR=20*lg（Ae/nR），不低于 90dB 强震仪数据采集单元之动态范围 DR
DR=20lg(Ae/nR
)
Ae
分辨率：满量程输入时，记录器采样数据的二进制编码输出扣除其噪声影响后 的有效位数，不 不应小于16位
鑛隰仪妆I妇煤申％之易粥韦H
A叱十谆筈端棗樹年叫T与郦年乡欷禱对任和案科谊
频响特性：幅频特性曲线，幅度与频率，在 0-50HZ,平直线 相频特性曲线，相移与频率，在 0-50HZ，斜直线
6■试说明触发单元工作原理 答题要点： 触发功能完全由软件控制，一般有多种触发方式可选。 仪器的触发通常由两步控制 第一步 发。 第二步 动。 通道触发：阈值触发（a）、短项平均（STA）和长项平均（LTA）比值或差
将各通道的采样数据经数字带通滤波后，判别各通道是否触 根据各通道总的触发票数（触发权）情况判定仪器是否触发启 3
值触发 外触发：仪器安装、运行检查、爆破、脉动
7.试说明以下名词 通道触发：阈值触发-设定仪器各通道a值，如某一通道 的加速度值达到该 阈值，该通道触发； STA与LTA比值或差值触发-计算STA与LTA这两种窗的比值 或差值，若达到预先设定的值，该通道触发。 触发票数（权）表决：对每一通道设定一触发票数，当总触发票数超过仪器 触发票数时，记录器开始 地震。 外触发：计算机？ 操作触发、设定触发时间使仪器在特定时间内触发。
事前时间：与触发参数一 不小于20*,对以远震为主、软土场地和长周期结构物应更长 地震时程的时间长度， 于 30S。 9. 试说明加速度计的基本原理及其幅频特性 基本组成：一个惯性元件+—个产 生恢复力的弹性元件+一个阻尼元件。一个受弹性恢复力作用的惯性质量就是一 种最简单的摆，利用摆体质量相对于测点（仪器底座）的相对运动，可以测出 测点的运动。 幅频特性：位移摆-当摆的自振频率远远小于外部运动频率，摆的阻尼不大时， 摆体的相对位移近似等于外部运动的振幅； 加速度摆-测量地面加速度应尽量提高摆体的自振频率，阻尼常数应限定在一范 围
10. 试说明加速度计下列主要参数 1） 灵敏度（S）:（输出电压值/所承受振动加速度值），强震正负 1.25V/gn或正负2.5V/gn，脉动或微震正负10V/gn 2） 线性度 加速度计输出电压与其拟合直线的最大偏离， 理想应稳定，越小 越好。
8.试说明事前时间和事后时间及其大小设定的原则 起设定，不 事后时间：地震信号降落到低于触发值后仪器继续 不小 4
屮创底鮎Y狗丸电L讪•一 一 3） 测量范围输入加速度能够被测量的连续值域，强震正负 I.Ogn或 正负2.0gn 4） 满量程输出 满足规定误差的最大输出值，强震为正负 2.5V或 正负5.0V。 5） 噪声无输入振动情况下加速度计的无用输出 and环境背景噪声）。 6） 动态范围满量程输出有效值与其噪声均方根值之比的常用对数 *20。不低于120dB
泌对之渤企也因執迢丛—
） ______ ____ =_ ------- -- 3/巳沏葩酬縞盘禮料僭电;放億.IJ1V 曲麼斗境声拽代樣他 ,和V ______________ 7） 频率响应加速度计幅频特性：输出电压与输入加速度的关系曲 线，强震要求在0-50HZ是平直线，相频是斜直线。 8） 横向灵敏度（ST）:当振动方向与加速度计测量方向垂直时，加 速度计的灵敏度，用Rs表示，Rs=（ ST/S） *100%，|RS理想为0, 应小于1%。
___________ _________ _____ fe，姐建斷伐?権何斂离血… 一
9）静态耗电电流 无输入振动情况下消耗的电流，强震尽可能低， 正负12VI直流供电时小于15mA|
^^0）零点漂移温度等影响下零位电压不为零，过大会导致 被限幅， 强震小于500
11. 试说明记录器主要技术指标测定的基本思路
（本身元件噪声 5
1) 2) 噪声检测各通道输入端短并接地，结算4000+以上采样数据，用PC机回
放，计算噪声均方根值nR，应小于记录器噪声均方根值的上限 nt。 动态范围检测通道输入端输出信号发生器给合出的正弦 振幅为满量程输 入值，频率采用10Hz，记录器以|200spS或更高采样率采样，用 PC机回 放数据，计算采样 有效值Ae( 0.707*满量程输入时采样 的振幅值Am， 单位为V)，计算动态范围DR=20*lg (Ae/nR)，单位为V，若nR小于 nt，就用nt算。 分辨率检测各通道输入端短接并接地，以 200sps或更高采样率采样 4000+数据，计算采样数据的 maximum和minimum，计算分辨率。 幅频响应检由发生器输1V稳定正弦波电压 分别输入 0.1、1、5、10、20、35、50、75、80、85、90、100、 150、180Hz 频率 记录器以200sps或更高采样率采样， 10s+ 用PC机回放数据，读出输出 maximum和minimu之差的一 半作为输出Peak 设10Hz输入 对应的输出peak为丫0，其他为Yi，则相应分 贝数 di=20lgYi/Y0 ) 5) 守时精度检测接通 并接受GPS授时，原始钟差，拔掉GPS天线， 继续加电6h，结果钟差
3) 4)
6) 校时精度检测 接通 接收GPS天线， 加电6h，再接通GPS天线I， 钟差|}
,守时精度=1原始钟差-结果种差1*2.16*10^7 原始种差，拔掉GPS天线，继续 结果钟差，校时精度={ I原始钟差1,1结果
12.试说明加速度计主要技术指标测定的基本思路 1)灵敏度检测振动台法：加速度计固定在振动台台面中心，灵敏轴 〃振动 方向，振动台振动频率设定为加速度计频带上限的 1/3，输入正弦波， 最大振幅为1gn,测出电压值Vs,灵敏度=输出电压值/所承受振动加速 度值，计算式：S=Vs*T*T/ ( 4*pi*pi*A) 重力法： 线性度检测采用与灵敏度相同方法，检核不同输入加速度时灵敏度变化 测量范围检测与振动台法测加速度一样，but振动台加速度设定为2gn 满量程输出检测 与检测测量范围一样，监测加速度计最大测量范围内对 应输出电压值。 噪声检测将加速度计固定在环境振动小于 10Fgn的基座上，零位输出
2) 3) 4)
5) 6
调到小于1mV，用24位数据采集器 2min，采样率为 200sps在 0.01-80HZ频带内数据的均方根值为噪声均方根值。 动态范围检测根据前两项检测数据，Ds=20*lg（ Ve/ns） 幅频特性检测 在标准低频振动台上进行，纵坐标为输出 对应分贝数， 横坐标为检测频率 相频特性检测将加速度计和标准相位传感器固定在低频振动台面上，相 互距离小于1cm，两者同时输出 给数字相位计，频率检测点与幅频特 性检测的频率点相同。 横向灵敏度比检测 将被测加速度计固定在振动台中心，灵敏轴与振动方 向垂直，取加速度计频率上限 1/3 I的频率点加1g的加速度进行检测， Rs=（ ST/S） *100% 10）静态耗电电流检测 安放在小平台调水平后，加正负 12V直流，数字电 流表串联到正负 回路，零位电压调到小于1mV，此时输出即静态耗电 电流。
第三章强震动观测台网布设和管理 13. 试述强震动台网布设原则
答题要点： 强地震发生概率。要优先选择地震強度大、频度高的地区，即可能发生强 地震的高烈度地区，尤其是未来强地震的震中地区，包括发震断层附近。 地区的经济发展程度和未来地震可能造成的经济损失。要优先选择经济发 达、重要的工程结构和设施集中的地区。 人口密度。要优先选择地震可能造成人员伤亡较大的地区。 建筑结构的典型性和重要性。要优先选择有典型意义的建筑结构布设地震 反应台阵
14. 如何开展固定台站的选址勘定 答题要点： 固定台站宜均匀分布在监控区内，同时可根据地震地质构造条件和城镇分布 情况作适当调整，加大活动断层带和大中城市地区的台网密度。固定台站一 般应布设在自由场地（不受周围环境、 和结构振动影响的空旷场地） 上; 台址应避开局部地形变化大的地点-----平坦场地；与高大建筑物有一定距离 ----大于建筑物高度和长度；选择背景振动噪声较小的地点，避开大型的马达、 泵站、
6) 7)
8)
9)
