基于加速度传感器的地震检波器设计
加速传感器在地震监测中的应用
随着传感器技术的不断提高，传感器的功能越来越全面，现在很多传感器都应用在了震动监测中。
其中加速传感器在震动监测中的作用就是非常大的。
加速传感器监测地下深处的振动力，可以在地震来临之前为人们预警，加速传感器对于震动监测是一个不可缺少的仪器，下面小编就来具体说一下加速传感器在震动监测中的作用吧。
加速度传感器是地震监测的专用传感器，加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。
加速度传感器往往会被应用在地震检波器，它可以实现信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，产品具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。
近些年来我国地震信号记录器以及信号处理器技术都有了很大的进步，但是用于接收地震信号的传感器却没有大的突破，仍然延续了原来的机电转换模式和模拟信号传输，这一切严重的制约了我国地震监测技术的发展，于是迫切的需要提高加速度传感器的性能。
破坏性大，发生频率高的自然灾害人们往往不可避免，但是如果有强大的监测技术，完全可以减少自然灾害带来的麻烦，加速度传感器的技术也就决定了这一切。
传统的传感器检测10赫兹一下的频率地震信号无能为力，许多有效的数据信号是无法获取的。
可以说20年前我国自主研发的加速度传感器技术还是不及国外一些新型的传感器产品。
如今，我国作为一个最大的发展中国家，这些加速传感器技术已经不再怠慢。
加速度传感器的技术已经投入地震监测的使用，也能更早的预测地震的发生时间。
三轴加速度传感器是目前我国地震检测应用最为广泛的传感器，以MEMS 加速度传感器为基础弥补了原来的输出信号不全等问题，利用三轴加速度传感器组合使得获取的数据更加有效精准。
这一切技术的发展以及应用也将为自然给人带来的灾害做到最大的挽救，及时的处理将做到万无一失，这也将是加速度传感器未来最具有突破点的技术。
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新型MEMS地震检波器的研究
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＭＥＭＳ；ａ ｃ ｌｒ ｔ ｎ ｓ ｎ ｏ ；ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｉ ｌｔ ｎ ｃ ｅｅ ａｉ ｅ ｓ ｒ ｅｓ ｃ ｇ ｏ ｈ ｎ ；ｓｍｕ ａｉ ｏ ｏ
（ 南 石 油 大 学 电子 信 息 工程 学 院 。 川 成 都 ６ ０ｏ ） 西 四 １５ｏ
摘
要 ：以 ＭＥ ＭＳ加 速 度 传 感 器 为 基 础 的 新 型 地 震 检 波 器 大 幅 度 提 高 了地 震 检 波 器 的 各 项 性 能 指 标 。介
绍 了 一 种 新 型 的 石 油 勘 探 ＭＥ ＭＳ地 震 检 波 器 的 设 计 及 其 主 要 技 术 参 数 ， 通 过 微 传 感 器 结 构 的 力 学 性 能 并
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｓｒ ｃ ： ｍｐａｅ ｔ ｈ ｒ ｖｏ ｓ ｏ ｅ ａ ｎｅ ｔｐｅ ｓ ｉｍｉ ｇ ｏ ｈ ｅ ｂａ ｅ ｎ Ｍ ＥＭ Ｓ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｅ ｓ ｓ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｕ ｎ ｓ， ｗ－ｙ ｅ ｓ ｃ ｅ ｐ ｏｎ ｓ ｄ ｏ ｃ ｅｅ ａｉ ｎ ｓ ｎ ｏＦ ｈ ｓｇ ｅ ｔ ｍｐｒｖ ｄ ｉｓｐｅｆ ｒ ａ ｃ ． ａ ｒ ａｌ ｉ ｙ ｏ ｅ ｔ ｒｏｍ ｎ ｅ Ｔｈｅ ｓｒ ｔｒ ｈａ ａ ｔｒｓｉｓａ ａｎ ｔｃｈ ｉａ ａ ａ ｔｒ ｆｔｅ ｎ ｗ ｙ ｅ ｔｕｃｕ ｅ ｃ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｎｄ ｍ ｉ ｅ ｎ ｃ ｌｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｏ ｈ ｅ ｔ ｐ ＭＥＭＳ ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎ ｏ ｉ ｘ ｌ ｒｔｏ ｓｉ ｒ ｄ ｅ ｈｏ ｔ ｐ ｃｆｃ ｓｚ ｆｓｒ ｔ ｒ ｆｔ ｗ—ｙ ｅｉｍ ｉ ｅ ｓ ｃｇ ｏ ｈｏ ｅ ｆｒｏｌｅ ｐ ｏ ａｉｎ ｉ ｎｔｏ ｕｃ ｄ， ｗ ｈｅｓ ｅ ｉｉ ｉｅｏ ｔｕｃｕ ｅ ｏ ｈｅｎｅ ｔｐｅｓ ｓ ｃ ｇ ｏ ｈｏ ｅ ｉ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏ ｇ ｅ ｈａ ｉａ ｏ ｒｙ ｓｍｕ ａｉｎ ｆ ｔ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｃ ｏ ｓ ｎ ｏ ．Ａ ａ ｌ ＭＥＭＳ ｅ ｐ ｎ ｓａ ｈｉｖ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｍ ｃ ｎｃ ｌｐｒｐｅ ｔ ｉ ｌ ｔｏ ｏ ｈｅ ｔ ｔ ｒ ｆ ｍｉ ｒ —ｅ ｓ ｒ ｕ ｓ ｍｐ ｅ ｓ ｉｍ ｉ ｅ ｐｈ ｎｅｈａ ｅ ｂ ｅ ａ ｉｃ ｔｄ ｏ ｈ ｇ —ｅ ｉｔｎ ｅ ｓｌｃ ｎ ｗａ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｏ ｂ ｎ ｔｏ ｅ ｈ ｑ ｓｏ ｅｓ ｃ ｇ ｏ ｏ ｖ ｅ ｎ ｆｂｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｈｉｈ ｒ ｓｓａ ｃ ｉ ｏ ｆｒｔ ｒ ｕ ｈ ｔｅ ｃ ｍ ｉ ａｉｎ ｔｃ ｎｉｕｅ ｆ ｉ ｔ ｅ ｓ ｆａ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｎ ｈ ｕｌ ｃ ｉ ｉ ｙ ｕｓｎ ｇ ｅ ｒ ｎ ｓ ｔｅｉ ｈ ｕｒ ｃ ｃ ｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｂ ｋ ｍａ ｈ ｎｎｇ ｂ ｉ ｇ ｍａ ｎ ｔｏ ｐｕ ｔｒｎｇ，ｐｈ ｔｌｔ ｇａ ｙ， ｈｅ ｃ ｌｅｃ ｉ ｏｏｉｈｏ ｒ ｐｈ ｃ ｍｉａ ｔ ｈｎｇ
MEMS加速度计在地震预警中的应用研究
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＳＶｅｏｐｌ．．４ ４２Ｎ０ｏ１．８２５
·３９·
·结构·抗震·
文章编号：１００９６８２５（２０１８）２５００３９０３
ＭＥＭＳ加 速 度 计 在 地 震 预 警 中 的 应 用 研 究★
的应用前景。２．１ ＣBiblioteka Ｎ项目１ ＭＥＭＳ传感器的发展
洛杉矶位于圣安德烈亚斯断层和其他断层附近，美国地质调
１９６２年，世 界 上 设 计 出 了 第 一 个 ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅ 查局指出，当该地区发生 ７．８级或更大地震时，将造成巨大的人
ｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）传感器，但由于当时生产技术和制造水平的限 员伤亡和财产损失。ＣＳＮ项目最初依靠 ＳＣＳＮ（ＳｏｕｔｈｅｒｎＣａｌｉｆｏｒｎｉａ
是利用计算机内置或外接的传感器来对震动数据进行记录，通过 分布式系统 检 测 地 震 事 件，利 用 云 系 统 进 行 数 据 处 理 和 传 输。 ＣＳＮ，ＱＣＮ和 ＭｙＳｈａｋｅ都是基于‘众包’而实现的项目，进一步体 现了分布式系统 的 含 义，通 过 志 愿 者 参 与 的 方 式 来 建 立 网 络，网 络中的传感器安 装 在 志 愿 者 的 家 中、办 公 室 等 一 些 公 共 设 施 中。
中的发展及应用。最后，从其特点、在地震预警中的实际应用等方面对 ＭＥＭＳ传感器在地震预警领域的应用进行展望。
关键词：ＭＥＭＳ，地震预警，ＱＣＮ，ＣＳＮ
中图分类号：Ｐ３１５
文献标识码：Ａ
０ 引言
文献中描述了 ＱＣＮ和 ＣＳＮ两个项目的工作模式和原理，它们都
美国科学家 Ｃｏｏｐｅｒ在 １８６８年首次提出地震预警的概念，随 着全球城市化速 度 的 加 快，地 震 灾 害 造 成 的 损 失 日 益 严 重，各 国 纷纷开始建设自 己 国 家 的 地 震 预 警 系 统 （ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥａｒｌｙＷａｒｎ ｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＥＥＷＳ）。目前已经建成地震预警系统并正在运行的国 家和地区包括墨西哥、土耳其、日本、韩国、罗马尼亚和中国台湾。
一种新型宽频无源加速度特性的地震检波器
摘
要 ：地震勘探方 法的飞速发展 ， 字化仪 器的成 熟和普及 ， 数 解释 理论和技 术 的不断进 步 ， 迫切的要 求作为制约 都
采集技 术发展 的检波 器， 能够有一个新 的突破 。文章根据 高分辨勘探的需要 ， 从拓展检 波器的接 收频带、 抑制 高频衰减、
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提高和突破的瓶颈主要是接收技术 ， 而接受技术提高 的关键是检波器 。如何设计制造出符合 当今地震勘探 要 求 的检波器是 提高接 收技 术 的前提保 证 。 本文介 绍根据 高 分辨 勘探 的需要 ， 拓展 检 波 器 从
体化 中首要 的是采 集 技术 ， 采 集 技术 当 中 由于 电子 在
明显的自然频率点 ， 在高频段有较高的高频补偿能力。
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技术 的迅猛发 展 ， 震 仪整 机 系 统 目前 已经 具 备相 当 地 高 的高保真 、 数字 化 、 网络 化 水 平 ， 制 约采 集 技术 的 而
０ 引 言
随着 近年来 地震 勘探 技 术 的飞 速 发 展 ， 字 化 仪 数 器 的成熟 和普及 ， 解释理 论 和技术 的不 断进 步 ， 字化 数 的勘探一 体化正 在逐步形 成 。所谓 勘探 一体 化就是 地 震勘 探技术 中的采 集 、 理 、 释 的一 体 化 ， 勘 探 一 处 解 在
一种压电加速度地震检波器的设计与研究
的速度 型测振传感 器 。经过 多年 的研究 和发展 ， 其性 能得
到了很 大提高 ， 出信 号大 ， 定性 也较好 ， 输 稳 但该 种检 波器 工作频率不 高 ； 年来 研 制的 涡流地 震 检波 器 ， 近 有灵 敏 度随激励频率增 高而增大 的特性 ， 高频灵 敏度 的增加有 助 于补偿信号 由于大地 传播 而急剧衰 减 的高频成分 ， 这对 提
器和压 电加速度地震检波器 主要指标 测试和理论及现场试 验结果表 明 ： 压 电加 速度检波 器具有较 好 的 此 低频和高频响应特性 以及较高 的灵 敏度 ， 是一种较好 的检波方法 。
关键词 ：压 电； 速度 ； 加 地震检波器 ；灵敏度
中 图分 类 号 ：Ｐ ３ ． ３ ； Ｈ ６ ． ６ １４＋ ３ Ｔ ７ ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ － ７ ７ ２ ０ ） ８ ０ ２ －０ ０ ０ ９ ８ （ ０ ７ ０ － ０９ ３
感元件 ， 且敏感元件采用 了叠层组合结构 ， 内部各部件问刚 性连接 ， 其灵敏度较高 、 定性 好 、 电磁 干扰 能力强 。 稳 抗
１ 压 电 加 速 度 地 震 检 波 器 的设 计
１ １ 工作 原理 和 结 构特 点 ．
压 电加 速度型检波器是以压电系数较大 的压 电陶瓷作
维普资讯
２０ ０ ７年 第 ２ ６卷 第 ８期
传感 器与微系统（ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｃｏｙｔ ｅｈｏｏｉ ） Ｔａ ｓｕｅ ｄＭｉｒ ｓ ｍ Ｔ ｃｎ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ ｇｓ
２ ９
一
种 压 电加 速 度 地 震 检 波器 的 设 计 与 研 究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
‘ 为压 电元件 ， 这样 ， 以提高 压 电检波 器 的固有频 率 ， 利 可 有 于提高检波器 的灵 敏度 。通过 检测压 电检波器产 生的电荷 量 Ｑ与大地振动加速度 ｎ的关系 ， 而检测地层的特性 。 从
基于加速度计的地震报警器
基于加速度计的地震检波器摘要：阐述了加速度计的地震检波器，集数据采集、处理及传输功能于一体，在结构模型、工作原理、性能指标控制等方面不同于常规检波器。
因其独特的制造技术，MEMS检波器具有超低噪声和很大动态范围。
从基本特性出发,详细分析了其对地震勘探的作用,分析得出加速度计最适合高精度地震勘探。
关键词：加速度计MEMS 数字检波器Abstract:A acceleration geophone, is discussed, concentrates three functions of data gathering, processing and transferring in it. It is different from traditional geophone on aspects of structure model, operational principle and performance indices controlling. Since its unique manufacturing technology, the MEMS geophone has ultra-low noise and larger dynamic range.The function of acceleration geophone for seismic exploration is analyzed in detail on the basis of its basic characteristics. It is a sort of geophone most suitable for high precision seismic exploration.引言随着地震勘探技术的发展，对勘探仪器的要求愈来愈高，需要使用高分辨率、高抗干扰能力、高信噪比和高保真度的地震数据采集系统，即要求使用更多的道数和更高采样率、能解决高分辨地质任务的遥测地震仪。
一种可用于地震勘探的MEMS加速度传感器的研究的开题报告
一种可用于地震勘探的MEMS加速度传感器的研究的开题报告题目：一种可用于地震勘探的MEMS加速度传感器的研究摘要：随着传感器技术的发展和成本的不断降低，MEMS（微机电系统）加速度传感器在地震勘探领域中的应用逐渐普及。
本文旨在研究一种可用于地震勘探的MEMS加速度传感器，通过对传感器的性能参数、制造工艺和应用场景等方面进行研究，探索MEMS加速度传感器在地震勘探领域中的应用潜力。
研究内容：1. MEMS加速度传感器的基本原理和结构特点；2. 地震勘探中MEMS加速度传感器的应用需求分析；3. MEMS加速度传感器在地震勘探中的应用情况；4. MEMS加速度传感器的制造工艺和性能参数；5. 利用自研MEMS加速度传感器进行地震勘探实验并进行性能评估；6. 对MEMS加速度传感器的性能进行优化。
计划安排：第一年：1. 完成文献综述和技术调研；2. 设计MEMS加速度传感器的原理图和结构图；3. 进行传感器原理模拟和热力学模拟；4. 制造MEMS加速度传感器的实验样品。
第二年：1. 对MEMS加速度传感器进行实验测试和性能评估；2. 根据实验结果对MEMS加速度传感器的结构和性能参数进行优化；3. 进行地震勘探实验，测试MEMS加速度传感器在实际应用中的性能和可靠性。
第三年：1. 对地震勘探实验结果进行数据分析和处理；2. 完成本文论文写作和论文答辩准备。
研究意义：本研究旨在研究一种可用于地震勘探的MEMS加速度传感器，通过探索其制造工艺、性能参数和应用场景等方面，为地震勘探领域提供一种新的传感器解决方案。
该研究成果对于提升我国地震勘探领域的研究水平和应急救援能力具有重要意义。
地震勘探用压电加速度检波器频响特性分析
ＺＨＵ — ｉ ｇ Ｗ ＡＮＧ ｎｇ ＨＵＡＮＧ ｎ Ｄｅ ｂ ｎ ， Ｎｉ ， Ｍｉ
（ ． ｅｔ ｌ ｏｔ ｎｖｒｔ，Ｓｈｏｆ ｅｓｉｎｅ ｎ ｆ １ Ｃ ｎｒ ｕｈＵ ｉ ｓｙ ｃ ｏｌ ｏｃ ｃｓａｄＩ ｏ—ｐ ｙｉｓ Ｃ ａｇｈ １０ ３，ｈｎ ； ｏ Ｓ ｅｉ ｏＧ ｅ ｎ ｈｓ ， ｈｎｓａ４ ０ ８ Ｃ ｉａ ｃ
的影响 ， 通过 室 内模拟 实验和现场测试 实验进行 了幅频和相频响应特性分析 ， 得到 了压 电式加速 度检波 器具 有宽频响应 的
特性。 实验结果与理论分析结论相互印证 ， 此结果能满足高分辨 率地 震勘探 对检 波器的要 求。
关键词 ： 加速 度检 波器 ； 附加质量 ； 地刚度 ； 接 频响特性 中图分类号 ：６ ３４ Ｐ １ ． 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２— ０ ９ ２ １ ）５—０ １ ０ １７ ７ ２ （０ １ ０ １３— ６
Ｔｈ ｎ ｌｓｓ ｏ ｈ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｅ ａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｏ ｓ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｆ ｓｃ ｔ ｅ ｐｅ ｏ ｌｃｒ ｉ ｃ ｅｅ ａ ｉｎ ｇ ｏ ｈ ｎ ｐｌ ｄ ｔ ｅｓ ｃ ｅ ｐｏ ａ ｉｎ ｈ ｉｚ ｅｅ ｔｉ ｔ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ａ ｌ ｏ ｓ ｉｍｉ ｘ ｌｒ ｔ ｃｙ ｏ ｉ ｅ ｏ
基于加速度传感器的地震检波器设计
基于加速度传感器的地震检波器设计MMA7455L提供I2C和SPI数字接口，但MMA7455L应作从设备，当CS 拉高时为I2C接口，当CS用作从挑选时为SPI接口。
在此设备中采纳I2C接口，其从地址是0x1D，支持多字节读写。
AVDD在2.4～3.6 V范围，典型值为2.8 V;DCC 10在1.71 V～AVDD之间，典型值为1.8 V。
考虑到电路与外部接口状况，视CPU的I2C接口电平来挑选DVDD_IO。
若采纳供电，需注重开关频率必需大于250 Hz，以防干扰芯片内部ASIC。
MMA7455L的最大抽样率为250 Hz，其数据速率大于2.5 kbps即可;I2C 上拉在所猎取的资料中没有相关计算公式，可采纳阅历值4.7 kHz，若需经过模拟开关或走线较长可适当减小。
MMA7455L提供2个中断输出引脚，且INT1与DRDY共用，实际用法中需按照应用要求来确定INT1和INT2的输出。
在上述典型电路图中，只采纳了INT1。
存储器部分采纳了AMD公司的32 Mb Flash存储器AM29LV033C。
系统控制处理器采纳TMS320DM642，适用于大量数字信号处理运算并兼顾高实时性要求的场合，其强大的运算能力能满足系统实时数据运算和图形界面的显示。
TMS320DM642为TI公司系列DSP，24WC256是256 Kb的I2C串行 EEPROM。
2 控制软件设计数据采集及处理程序流程4所示。
其中初始化包括系统上电、I/O端口初始化、人机界面的初始化;加速度传感器需要零点校准和自检测以满足精度要求;系统调用检测任务后，外部中断打开，等待加速度传感器的中断上报及采样数据收集。
MMAT455L驱动软件设计应注重IADDR0接到GND时其从地址为Ox1D，接到DVDD_10时其从地址为Ox1E;MMA7455L有3种工作模式(测量模式、水平检测模式、脉冲检测模式)，在测量模式下DRDY引脚与INT1共用，数据读取就能将DRDY清除，但在其他2种模式下INT1和INT2都需要通过写寄存器来清除。
新型MEMS地震检波器的研究
33
差减小较大， 在 8 %～ 12 % 之间。但在信标节点占全部节点 比例大且网络密度较高的情况下 2 种算法的定位误差相 改进的算法比较适合网络密度低， 且信标节点占 近。可见， 全部节点比例小的情况 。 Hop 算法在不同锚 图 2 描述了本文改进算法与原 DV节点比例的情况下定位误差的变化曲线 。 由图可以看出： 在相同的锚节点数目的情况下， 改进算法的定位误差要比 Hop 算法定位误差下降 3 %～ 5 % 。此外， 2 种算法的 原 DV定位误差都随着锚节点数目的增多大体呈现上升的趋势 。 由图可以看出： 改进的算法为锚节点比例为 10 % 时定位效 果最好。
正比关系， 且 总 是 阻 止 活 动 极 板 偏 离 的 静 电 力 F （ t） = 1 V（ t） 2
2
md0 C ， a， 此静电力总是等于 ma， 所以， 有 VC = 2 εAV E x VC md2 0 = 。可见极板间距离， 直流偏 a 2 εAV E
2
C1 ， C2 分别为上下电容值， d0 为静态时电容的极板
［ 1］ Niculescud，Nathb． AdHoc positioning system APS［J］ ． IEEE Communications Society， 2001 ， 5 （ 11 ） ： 2926 － 2931． ［ 2］ 孙利民， 李建中， 陈 2005． 华大学出版社， ［ 3］ 衣 ［ 4］ 赵 晓， 刘 瑜， 何 Hop 无线传感器网 友． 一种修正的 DVJ］ ． 江苏航空， 2009 ， 27 （ 1 ） ： 2672 － 2674． 络节点定位算法［ 昭， 陈小惠． 无线传感器网络中基于 RSSI 的改进定位算 J］ ． 传感技术学报， 2009 ， 22 （ 3 ） ： 392 － 394． 法［ ［ 5］ 解 慧 英． 无 线 传 感 器 网 络 中 一 种 改 进 的 DVHop 定 位 算 D］． 武汉： 武汉科技大学， 2008 ： 34 － 37． 法［ ． 北京： 清 渝， 等． 无线传感器网络［M］
压电加速度地震检波器技术研究
应 特 性 。对 目前 压 电检 波 器 的 研 制 及 使 用 具 有 一 定 的参 考 意 义 。
关 键 词 ： 速 度 ； 率 响应 ； 震 检 波 器 加 频 地
中 图分 类 号 ： ３ ５ ３ Ｐ １． 文 献标 识 码 ： Ｂ
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｓ ａ ｃ ｆＰｉｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌｒ ｔｏ ｅ ｐｈ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ Ａｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｇ ｏ ｏ ｅ
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（ ｏｌ ｅ ｆＧ ｏｘ ｌｒｔ ｎＳｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏ ｙ ｏ ｉ ｎＵ ｉｅｓｙ， ｉｎＣ ａ ｇｈ ｎ １０ ３ Ｃ ｌ ｇ ｅｅｐｏａｉ ｃ ｎｅ ｄ Ｔｃｎｌｇ ｆＪｌ ｎｖｒ ｔ Ｊｌ ｈ ｎ ｃｕ ３０７） ｅ ｏ ｏ ｅ ａ ｉ ｉ ｉ
感 器基 座与试 件 刚性地 固定 在一 起 。当传 感 器受 振
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［ 稿 日期］ ２ ０ 一Ｏ —２ 收 ０８ ５ ３ ［ 金 项 目］ 国家 ９ ３项 目（ ０ ７ Ｂ ０ ６ ３ 资 助 。 资 ７ ２ ０ Ｃ ２ ９０ ） ［ 者 简 介］ 曹 磊 （９ ２ ， ， 林 大 学 地 球 探 测 科 学 与 技 术 学 院 研 究 生 ， 业 方 向 ： 用 地 球 物 理 。 作 １８ 一） 男 吉 专 应
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂｅ ｎ ｎ ｔ ｈｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏｆｐｉｚ ｌｃ ｒｃｔ ｔ ｃ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｇｉ ｎｉ ｇ ｗｉｈ ｔ ｔ ｕ ｔ ｒ ｅ ｏｅ ｅ ｔ ｉｉｙ ｄｅ ｅ ｔ ｒ，ｔ ｓ ｐ ｐｅ ｎ ｒ ｕｃ ｓｔ ｔ ｕｃ ｈｉ ａ ｒｉ ｔ ｏｄ ｅ ｈｅ ｓ ｒ — ｔ ｒ ｎｄ ｕ ｅ ａ ｗｏｒ ｎｇ ｐ ｉ ｃｐｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｄ ｍａ ｓ ａ ｓ ｓ ｅ ｔｃ ｅ ｏ ｉｉ ｆ ｉｓ ｆ ｅ ｕ ｎｃ ｅ ｐ ｓ ｋｉ ｒ ｎ ｉ ｅ ｆ ｉ ， ｎ ｋｅ ｙ ｔ ｍａ ｉ ｘｐ ｓ ｔｏｎ ｏ ｔ ｒ ｑ ｅ ｙ ｒ ｓ ｏｎ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ． ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ Ａｌ ｏ ｈｅ ｈａ ｅ ａ ｎｓ ｒ ｔｖ ｆｅ ｔ ｏ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｔ ｄｉｓ ｏｆｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒｃｔ ｌ ｆｔ ｍ ｖ ｎ ｉ ｔ ｕｃ ｉ ｅ ｅ ｆ ｃ ｎ ｔ ｕ ｒ ｎｔ ｓ ｕ ｅ ｈ ｉ ｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉｙ
地震勘探用三维MEMS加速度传感器的研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｍ ＥＭ Ｓ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｓ ｎｓ ｒ ｆ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ３Ｄ ｃ ｅｅ ａ ｉ ｎ ｅ ｏ ｏ
０ 引 言
使用 ＭＥ 技 术 的检波 器所接 收 到的地 震 数据 可 以 ＭＳ 在最终叠加数据上保 留至 ３Ｈ 的地震信 号 ， ｚ 高频 分量也有 明显 的提升 ， 动态 范 围大 于 １ ０ Ｂ， 三 分量 地震 勘探 其 ０ 在 ｄ 中， 能更好地分离 Ｐ波和 Ｓ波。但 目前 三分量数 字传感器
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＭＥＭＳ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｎ ｓ ｎ ｏ ， ｅ ｙ ｅ ｏ ｉｉ ｌｇ ｏ ｈ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｅ ｎ ｓ ｉ ｃ ｃ ｅｅ ａｉ ｅ ｓｒ ａ ｎ ｗ ｔｐ ｆ ｄｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｅ ｕｐ ｎ ｓ ｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ａ ｍｉ
（ 南 石 油 大 学 电 子 信 息 工程 学 院 ， 川 成 都 ６０ ０ ） 西 四 １ ５０
摘
要 ：以 ＭＥ ＭＳ加速度传感器为基础的新型数字地震检波器是地震勘探所用仪器 的发展方 向之一 。介
绍 了一种三维 ＭＥ 加 速度检波器结构 ， ＭＳ 这有别于传统三分量 ＭＥ ＭＳ传感器通过用 ３只 ＭＥ ＭＳ加速 度传 感器按正交直角组装 。并通过 Ｐ ｐｃ 软件对其进行 了整体仿 真 ， Ｓｉ ｅ 仿真 结果表 明其 阶跃 响应和正 弦响应基 本和理论分析的结果吻合 。 关键词 ：微机 电系统 ；加速度传感器 ； 真 仿
基于加速度传感器的地震检波器设计
基于加速度传感器的地震检波器设计 引言 地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号，经过模/数转换器转换成二进制数据、进行数据组织、存储、运算处理。
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。
本设计采用Freescale公司的MMA7455L来实现地震检波器测试仪的设计，其具有信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，产品具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。
1 硬件电路设计 地震检波器核心硬件部分为DSP控制器、加速度传感器、Flash存储器、键盘、液晶显示和串口外部接口等。
部分电路图如图1～图3所示。
MMA7455L的相关引脚信号说明如表1所列。
MMA7455L提供I2C和SPI数字接口，但MMA7455L应作从设备，当CS拉高时为I2C接口，当CS用作从选择时为SPI接口。
在此设备中采用I2C接口，其从地址是0x1D，支持多字节读写。
AVDD在2.4～3.6 V范围，典型值为2.8 V;DCC 10在1.71 V～AVDD之间，典型值为1.8 V。
考虑到电路与外部接口情况，视CPU的I2C接口电平来选择DVDD_IO电压。
若采用开关电源供电，需注意开关频率必须大于250 Hz，以防干扰芯片内部ASIC。
MMA7455L的最大抽样率为250 Hz，其数据速率大于2.5 kbps即可; I2C上拉电阻在所获取的资料中没有相关计算公式，可采用经验值4.7 kHz，若需经过模拟开关或走线较长可适当减小。
MMA7455L提供2个中断输出引脚，且INT1与DRDY共用，实际使用中需根据应用要求来确定INT1和INT2的输出。
在上述典型电路图中，只采用了INT1。
存储器部分采用了AMD公司的32 Mb Flash存储器AM29LV033C。
基于MEMS加速度计的地震触发器的设计
基于MEMS加速度计的地震触发器的设计
吴雄伟;陈志高;于来宝;吕瀚
【期刊名称】《大地测量与地球动力学》
【年(卷),期】2013(033)0z2
【摘要】介绍基于MEMS加速度计的地震触发器的测量原理和软硬件设计.该设备可检测地面加速度峰值(PGA)和地面累积绝对速度(CAV),当检测值达到设定阈值时,对外发出报警.
【总页数】3页(P96-97,99)
【作者】吴雄伟;陈志高;于来宝;吕瀚
【作者单位】中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室,武汉430071;中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室,武汉430071;中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室,武汉430071;中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室,武汉430071
【正文语种】中文
【中图分类】TH762
【相关文献】
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基于加速度传感器的地震检波器设计
引言
地震检波器是用于地质勘探和工程测量的专用传感器，是一种将地面振动转变为电信号的传感器，能把地震波引起的地面震动转换成电信号，经过模/数转换器转换成二进制数据、进行数据组织、存储、运算处理。
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，典型应用在手机、笔记本电脑、步程计和运动检测等。
本设计采用Freescale公司的
MMA7455L来实现地震检波器测试仪的设计，其具有信号调理、温度补偿、自测，以及可配置到检测0g或脉冲检测快速运动等功能，产品具有功耗低、便于携带、精度高、速度快的特点。
1 硬件电路设计
地震检波器核心硬件部分为DSP控制器、加速度传感器、Flash存储器、键盘、液晶显示和串口外部接口等。
部分电路图如图1～图3所示。