一、 精度的核心判定指標

1. 靈敏度

   這是衡量地震儀精度的核心參數，指拾震器將機械振動（位移 / 速度 / 加速度）轉化為電信號的能力，通常用 V/m（位移靈敏度）、V/(m/s)（速度靈敏度）、V/(m/s2)（加速度靈敏度） 表示。

• 數值越高，代表儀器能捕捉到越微弱的振動。例如，寬頻帶地震儀的速度靈敏度可達 1000 V/(m/s) 以上，能檢測到遠震帶來的、地面位移僅納米級的振動。

• 靈敏度直接決定了儀器對微震（震級＜2 級） 的識別能力。

2. 頻率響應范圍

   地震儀能準確記錄的地震波頻率區間，不同類型地震波的頻率差異較大（P 波：1~100 Hz，面波：0.01~1 Hz）。

• 精度高的地震儀，頻率響應曲線更平坦，在設計頻段內的信號失真度極低。例如，科研級寬頻帶地震儀的頻率范圍可覆蓋 0.001~100 Hz，既能記錄極低頻的遠震面波，也能捕捉高頻的近震信號。

• 若頻率響應范圍窄或曲線不平坦，會導致部分頻段的地震波信號被衰減或放大，降低記錄精度。

3. 動態范圍

   指地震儀能準確記錄的最小信號與zui大信號的比值，單位為分貝（dB）。

• 地震發生時，近震的振動幅值可能比遠震高上萬倍，高精度地震儀需要具備大動態范圍（通常≥120 dB），才能同時準確記錄強震的大幅值信號和弱震的微小信號，避免信號飽和失真。

• 動態范圍主要由模數轉換器（ADC）的位數決定，24 位 ADC 的動態范圍遠高于 16 位 ADC，是現代高精度地震儀的標配。

4. 噪聲水平

   指儀器自身產生的電噪聲或機械噪聲，噪聲越低，有效信號的辨識度越高，精度也越高。

• 噪聲水平通常用噪聲譜密度表示，例如地面速度噪聲譜密度（m/√Hz）。科研級地震儀會通過真空封裝、電磁屏蔽等設計降低噪聲，其噪聲水平可接近地球背景噪聲下限。

• 環境噪聲（如風力、車輛振動）不屬于儀器本身精度范疇，但會干擾測量結果，需通過濾波或安裝技術抵消。

二、 影響精度的關鍵因素

1. 核心部件性能

• 拾震器的慣性質量塊材質與加工精度：質量塊密度越高、重心越穩定，慣性效應越明顯，對微小振動的響應越準確；

• 彈性元件的剛度一致性：彈簧、懸絲的彈性系數均勻，能避免復位時的機械誤差；

• 阻尼裝置的穩定性：阻尼系數精準匹配，可抑制質量塊的自由振蕩，避免信號疊加干擾。

2. 信號處理技術

• 放大器的線性度：線性放大能保證電信號與機械振動的比例關系不偏移，非線性放大會導致信號失真；

• 濾波器的選頻精度：精準過濾環境噪音（如工頻干擾 50/60 Hz），同時不損傷有效地震波信號；

• 模數轉換（ADC）的采樣率與位數：高采樣率（如 1000 Hz）可捕捉高頻信號細節，高位數 ADC 能提升信號量化精度。

3. 校準與安裝規范

• 定期校準：高精度地震儀需通過標準振動臺校準，模擬已知頻率和幅值的振動，驗證儀器輸出信號的準確性，校準周期通常為 1~2 年；

• 安裝環境：安裝在基巖上、遠離人為干擾源（如公路、工廠），并進行水平 / 垂直校準，能減少外界因素對精度的影響。

三、 不同類型地震儀的精度差異