毕业设计（论文）-动圈式地震检波器flash动画演示

西安石油大学本科毕业设计（论文） 动圈式地震检波器的Flash动画演示摘要：本文的主要内容是应用Flash CS4制作演示动画，其内容是动圈式地震检波器结构、测量电路和工作原理的介绍。在内容编排上，本着循序渐进的原则，先介绍了Flash动画制作的基础知识以及相关的检波器知识，然后结合动圈式地震检波器的原理制定了演示动画的设计方案，最后详细叙述了动圈式地震检波器演示动画的制作过程以及利用Flash 制作动画的基本技巧。利用Flash制作演示动画可以将文字、图形、图像、声音以及视频等教学媒体融于一体，使界面更加美观，且动静结合，声形并茂从而吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。关键词： Flash；动圈式；检波器 Flash Animation Demonstration of Moving-coil Seismic DetectorAbstract: The main content of this article is the application of Flash CS4 making demo animation, which presents structure, working principle and measurement circuit of moving-coil geophones. The Flash making knowledge and related knowledge of detector is introduced firstly in content. Then the demo animation design scheme is formulated according to moving-coil seismic detector principle. In a final, the process to make the moving-coil seismic detectors demonstration animation is described detailed with the Flash animation basic skills which can make the text, voice, video, graphics and image into a whole teaching media. Flash animation demo makes the interface more beautiful, combine static and dynamic and make it attractively to attract the attention of students, and stimulate their interest in learning, and improve their learning efficiency.Key words: Flash; moving coil; detector目 录1 绪论11.1 用Flash演示动圈式地震检波器的目的和意义11.2 检波器的发展11.3 Flash的发展史21.4 Flash在课件制作的应用与发展前景21.5 论文结构32 Flash的基础知识42.1 Flash CS4界面42.2 Flash的工作界面42.3 Flash的基本操作52.3.1 Flash基本绘图工具62.3.2 Flash基本动画72.4 Flash动画的特点82.5 Flash动画的基本原理83 动圈式地震检波器103.1 检波器的简介（结构和组成）103.2 动圈式地震检波器的设计基础113.2.1 磁路设计113.2.2 线圈设计123.3 动圈式地震检波器的测量电路133.3.1 测量电路方框图143.3.2 积分测量电路143.3.3 微分测量电路153.4 动圈式地震检波器基本原理163.5 动圈式地震检波器误差分析173.5.1 温度误差分析173.5.2 测试仪器误差简介183.5.3 环境噪音误差影响184 动圈式地震检波器的Flash演示动画的制作过程204.1 检波器的Flash动画的设计方案204.1.1 动画的设计方案204.1.2 解说词的撰写204.2 动圈式地震检波器Flash动画的实现224.2.1 场景1的制作224.2.2 场景2的制作304.2.3 场景3的制作314.2.4 场景4的制作314.2.5 测试和保存动画344.2.6 Flash动画的后期制作355 结论366 毕业设计小结37参考文献38致谢39II1 绪论1.1 用Flash演示动圈式地震检波器的目的和意义动圈式地震检波器的Flash动画演示课题主要是研究两个方面，即动圈式地震检波器的原理介绍和Flash动画的使用。动圈式地震检波器主要用于测量物体的振动速度，它的优点是灵敏度高、输出功率大(可简化配套的测量电路)、性能稳定，还可制成多种结构形式以适应不同的测量场合。它与涡流式地震检波器相比，还具有输出阻抗低的优点，这相应地降低了对绝缘和输出电路的要求并减小了连接电缆的噪声干扰。Flash是由Macromedia公司推出的一款二维动画制作软件，是一个矢量图形和交互动画的软件。Flash动画像通常我们看到的广告片段一样，它可以通过文字、图片、录像、声音等综合手段形象的体现一个意图，所以我们可以通过制作一个FLASH短片来清晰的演示动圈式地震检波器的原理。地震检波器是将传输到地面或水中的地震波变为电信号的一种传感器，或者说地震检波器是把机械振动转化为电信号的机电装置，以最大的逼真度产生地面运动垂直分量的电模拟。它是地震仪野外数据采集的关键部件。动圈式检波器是20世纪80年代发展起来的一种新型检波器，普遍适用于陆上地震勘探。之所以应用Flash制作演示动画，是因为利用Flash制作的动画课件具有交互性、崭新的视觉效果、生动、形象、逼真等特点，可以将课程教学中抽象的、微观的、复杂的概念以及难以用文字、图形等表达清楚的内容，用生动形象的动画形式体现。形象地演示它的工作原理从而使用户可以更加快速准确的了解和掌握地震检波器。Flash动画是一种以Web应用为主的二维动画形式，它不仅可以通过文字、图片、视频、声音等综合手段展现动画意图，还可以通过强大的交互功能实现与动画观看者之间的互动。1.2 检波器的发展地震检波器1性能的提高和类型的改进，与计算机技术的发展，地震仪的不断更新，以及地震勘探技术新方法的不断不变化密切相关。地震检波器的发展大致经历了三个阶段：1978年前，地震检波器以窄频带（1460Hz）、低灵敏度30dB为主，型号单一；上世纪80年代中期，地震仪器实现数字化，计算机数据处理也相继发展，出现了三维地震、高分辨率地震、VSP地震测井技术，这样扩大了地震勘探领域（山地、戈壁、沙漠、滩海及海洋），地震检波器在性能上及型号等发生了根本性的变化，一大批不同技术指标的高通检波器相继出现，检波器的灵敏度、自然频率、失真度、假频系数等技术指标都得到较大改进，其性能及适用范围大大提高，井中检波器，海上压电检波器等先后研制成功；上世纪90年代至今，三维地震、高分辨率地震日益成熟，出现了四维地震、多波分量勘探，井间地震等新技术和新方法，与之相适应，检波器的型号和品种也越来越丰富，如三分量检波器、四分量检波器、涡流检波器、高性能压电检波器等。1.3 Flash的发展史Flash的前身是Future Wave公司开发的Future Splash Animator，是一个基于矢量的动画制作软件。 1995年，Future Splash Animator Flash 最早期的版本，由乔纳森盖伊(Jonathan Gay)和他的六人小组创造，由简单的工具和时间线组成。1996年11月， Flash1.0 卖给Macromedia公司后更名为Flash的第一个版本。1997年6月，Flash 2.0 引入库的概念。1998年5月，Flash 3.0 增加了影片剪辑，JavaScript插件，透明度等。这些早期版本的Flash所使用的都是Shockwave 播放器（Flash文件的扩展名.SWF，即Shockwave Flash）。1999年6月 ，Flash 4.0 开始有了自己专用的播放器 “Flash Player” ，引入了变量、文本输入框，增强的ActionScript等 。2000年8月，Flash5.0 支持的播放器为 Flash Player 5，开始了对XML和Smart Clip（智能影片剪辑）的支持，ActionScript定位为发展成为一种完整的面向对象的语言，且遵循ECMA Script的标准（像javascript）。2002年3月，Flash MX（即测试版中的 Flash 6.0）支持的播放器为 Flash Player 6，开始了对外部jpg和MP3调入的支持，同时也增加了更多的内建对象，提供了对HTML文本更精确的控制，并引如SetInterval 超频帧的概念，同时也改进了.swf文件的压缩技术。2003年8月，Flash MX 2004 支持的播放器为 Flash Player 7，增加了许多新的功能，推出ActionScript 2.0，同时开始了对Flash本身制作软件的控制和插件开放JSFL（Macromedia Flash javascript API）。 2005年10月，Flash 8.0 增强了对视频支持，可以打包成Flash视频(即*.flv文件)，改进了动作脚本面板，增强为移动设备开发的功能，方便创建Flash Web。2005年，Flash CS3 Adobe耗资34亿美元并购Macromedia，同时也发布了多款捆绑套装。2008年， Flash CS4 Adobe Creative Suite 4 Master Collection套装（简称Adobe CS4）中含有最新版的Flash CS4，新版脚本语言为ActionScript 3.02。利用该软件制作的动画尺寸要比位图动画文件如GLF动画尺寸小的多，用户不但可以在动画中加入声音，视频和位图图像，还可以制作交互式的影片或者具有完备功能的网站。Flash作品作为一种新时尚，备受都市青年的喜爱，当然也很受当代大学生的喜爱。1.4 Flash在课件制作的应用与发展前景Flash动画可以在浏览器中观看，随着Internet网络的不断推广，被延伸到了多个领域，并且由于它可以在独立的播放器中播放的特性，越来越多的多媒体光盘也都通过Flash制作。Flash动画凭借生成文件小、动画画质清晰、播放速度流畅等特点，在诸多领域中都得到了广泛应用。制作多媒体动画、交互性游戏、多媒体教学课、电子贺卡、网站动态元素、Flash网站等等。纵观Flash的发展过程，可以预见Flash的发展有着广泛的前景。尤其在现代教育辅助教学方面将有着巨大的发展前景3。1.5 论文结构论文共有6个章节。第1章为绪论部分，第2章主要介绍了Flash的基础知识，使大家对Flash基本使用有所了解，第3章介绍了动圈式地震检波器的基础知识（结构、测量电路、基本原理），第4章详细介绍了动圈式地检波器Flash演示的动画制作过程，最后两个章节是对毕业设计的总结、感谢和参考文献的介绍。2 Flash的基础知识2.1 Flash CS4界面 Flash有“闪、闪烁”的意思，它是一款优秀的动画制作软件，利用它可以制作出一种后缀为.swf的动画文件，这种动画已经传遍了整个网络世界，并正在迅速地向网络以外的领域蔓延。它的应用主要表现为网页小动画、动画短片、产品演示、MTV作品、多媒体教学课件、网络游戏、手机彩信等。 启动Flash CS4，首先显示出图21所示的启动界面。图21 启动界面启动界面中部的主体部分列出了一些常用的任务。其中左边栏是打开最近用过的项目，中间栏是创建各种类型的新项目，右边栏是从模板创建各种动画文件。2.2 Flash的工作界面Flash工作界面要可以分为动画文件选项卡、工具箱、时间轴、舞台和面板几部分。如图22 所示：(1)动画文件选项卡在这里显示了当前打开的文件名称。如果此时打开了多个文件，可以通过单击相应的文件名称来实现文件之间的切换。(2)工具箱工具箱中包含了多种常用的绘制图形的工具和辅助工具，它们的具体使用方法请参见“2.3.1 基本绘图工具”。(3)时间轴时间轴用于组织和控制一定时间内的图层和帧中的文档内容。 时间轴左边为图层，右边为帧，动画从左向右逐帧进行播放。(4)舞台舞台又叫工作区域，是Flash工作界面上最广阔的区域。在这里可以摆放一些图片、文字、按钮、动画等。(5)面板面板可以为动画添加非常丰富的特殊效果。Flash CS4中的面板现在以方便的、自动调节的停靠方式进行排列， 单击顶端的小图标，可以将面板缩小为图标，如图23所示。在这种情况下，单击相应的图标，会显示出相关的面板，如图24所示。这样可以使软件界面极大简化，同时保持必备工具可以访问。 时间轴动画文件选项卡工具箱舞台面板图22 Flash CS4的工作界面 图23 缩小后的面板 图24 显示相应的面板 2.3 Flash的基本操作（1）创建Flash文档执行“文件”/“新建”命令，在“新建文档”对话框中选择“Flash文档”选项。（2）设置文档属性执行“修改”/“文档”命令，在“文档属性”对话框中设置文档的大小、背景色、动画帧频率和标尺的单位。（3）在Flash中导入对象执行“文件”/“导入”/“导入到舞台”命令，可以导入外部的图像、声音、视频等文件。（4）保存文档执行“文件”令，在“另存为”对话框中设置要保存文件的名称、路径，Flash源文件的后缀是.fla。（5）输出动画执行“文件”/“导出”/“导出影片”命令，可以把作品输出成.swf格式的动画文件2.3.1 Flash基本绘图工具计算机以矢量图形或位图格式显示图形。了解这两种格式的差别有助于用户更有效地工作。使用 Flash 可以创建压缩矢量图形并将它们制作为动画。Flash 也可以导入和处理在其它应用程序中创建的矢量图形和位图图形。在编辑矢量图形时，用户可以修改描述图形形状的线条和曲线的属性，也可以对矢量图形进行移动、调整大小、重定形状以及更改颜色的操作，而不更改其外观品质。 在Flash中绘图时，创建的是矢量图形，它是由数学公式所定义的直线和曲线组成的。矢量图形是与分辨率无关的。可以将图形重新调整到任意大小，或以任何分辨率显示它，而不会影响其清晰度。另外，与下载类似的位图图像相比，下载矢量图形的速度比较快。图形编辑是Flash重要的功能之一。一旦大家了解了一些基本的绘图方法，就可以从绘图工具栏里选择不同的工具以及它们的修饰功能键来创建、选择、分割图形等。当选择了不同的工具，图形工具栏外观会跟着发生一些变化，修饰功能键以及下拉菜单将出现在工具栏的下半部分，修饰功能键大大扩展了此工具的使用功能，加强了此工具的实用性和灵活性。选择工具用于选中对象和改变对象的边线，部分选择工具用于修改图形大小、形状和路径。线条工具绘制各种类型线段。单击颜色框，会弹出Flash自带的Web颜色系统，如图25所示，从中可以定义所需的笔触颜色；拖动“笔触”右侧滑块，可以自由设定线条的宽度；单击“样式”右侧下拉列表框，用户可以从弹出的下拉选单中选择自己所需要的线条样式，如图26所示；单击编辑笔触样式按钮，可以在弹出的“笔触样式”对话框中设置所需的线条样式。 图25 Web颜色系统 图26 线条样式钢笔工具绘制精确的路径、直线或曲线，可调节直线的角度和长度，修改曲线的弧度。铅笔工具可随意绘制各种线条和形状，有三种模式（伸直、平滑、墨水）可供选择。椭圆工具和矩形工具 绘制大小适中的椭圆和矩形，配合Shift键，可以在场景中绘制出圆形和方形。多角星型工具绘制多边型或星型 墨水瓶工具填充或改变图形的轮廓线颜色颜料桶工具可以为图形填充颜色。任意变形工具用于移动、旋转、缩放和变形对象，填充变形工具用于变换具有渐变填充的效果刷子工具用于绘制毛笔绘图效果的图形，应用于绘制对象或者内部填充，其使用方法与铅笔工具类似。滴管工具用于从现有的钢笔线条、画笔描边或者填充上取得或者复制颜色和风格信息。滴管工具没有任何参数。文本工具在属性面板中可以选择文本的下列属性：字体、磅值、样式、颜色、间距、字距调整、基线调整、对齐、页边距、缩进和行距等。2.3.2 Flash基本动画动画是由一幅幅静止的图像，按照一定的速度连续播放形成的画面。Flash中可以制作三种动画：逐帧动画 逐帧动画是指创建每帧动画的内容，然后逐帧播放。动作补间动画动作补间动画是指同一个对象不同状态的变化，其变化效果是由Flash控制的，常用于制作对象的位移、尺寸缩放、旋转、颜色渐变等效果。动作补间动画是在两个关键帧中创建出来的，两个关键必须是同一个对象的两个不同状态，通过动作补间将两个关键帧中不同状态的对象补间出来。形状补间动画形状补间动画是指两个图形对象的变换，其变化效果是由Flash控制的，其动画效果是从一个图形转换为另一个图形。形状补间动画也是在两个关键帧中创建出来的，但两个关键必须是两个不同图形对象，通过形状补间可以将两个图形间的转换过程补间出来。2.4 Flash动画的特点（1）基于矢量位图矢量图像仅由线条和线条所封闭的填充区域组成，所需存储空间小，可任意缩放尺寸而不影响画面质量；位图图像由大量的像素点组成，比较逼真，但所需存储空间大，随着图像尺寸的放大画面品质将大幅度下降。（2）流式播放技术流式（stream）播放技术使得动画可以边播放边下载，从而缓解浏览者焦急等待的情绪。（3）多媒体特性可以将动画、视频、音乐、声效等有机融合在一起，支持多种图像格式文件导入。可导入Photoshop、Illustrator、Freehand等软件制作的图形和图像及Adobe PDF电子文档和Adobe Illustrator 10文件所支持的视频、音频文件导入，可从外部调用视频文件，可使用MP3支持多种动画输出格式：SWF、SPL、GIF、AI、BMP、JPG、PNG、AVI、MOV、MAV、EMF、WMF、EPS、DXF。（4）强大的交互功能内置的ActionScript脚本语言，易于精确实现复杂的交互事件行为控制，可在动画中加入滚动条、复选框、下拉菜单和拖动物体等各种交互组件；可与Java或其他类型的程序融合在一起，在不同的操作平台和浏览器中播放；支持动态数据交互，ASP功能的全面嵌入使其可用于动态电子商务网站及虚拟社区等的建设。（5）广泛的平台支持任何安装有Flash Player插件的网页浏览器都可以观看Flash动画，目前已经有95%以上的浏览器安装了Flash Player，几乎包含了所有的浏览器和操作系统。（6）易学易用可扩展性好强大的动画编辑功能使得设计者可以随心所欲地设计出高品质的动画；通过第三方开发的Flash插件程序，可以方便地实现一些以往需要非常繁琐的操作才能实现的动态效果，大大提高了Flash影片的制作效率4。2.5 Flash动画的基本原理19世纪20年代，英国科学家发现了人眼的“视觉暂留”现象（物体被移动后其形象在人眼视网膜上还可有约1秒的停留），揭示了连续分解的动作在快速闪现时产生活动影像的原理。根据视觉暂留原理，当连续相互关联的图像（一般把静止的画面称为图像）快速变化时（每秒10帧以上，通常取每秒24帧），人眼看到的这个图像变化的过程就是视频。电影、电视、动画和计算机视频都是根据这个原理来实现的5。 393 动圈式地震检波器3.1 检波器的简介（结构和组成）地震检波器是把传输到地面或水中的地震波转换成电信号的几点转换装置，它是地震仪野外数据采集的关键部件。动圈式检波器是20世纪80年代发展起来的一种新型检波器。动圈式地震检波器的结构和外形如图31所示，剖面图如图32所示。它由永久磁铁、线圈和弹簧片组成，磁铁具有很强的磁性，它是地震检波器的关键部件；线圈由铜漆包线绕在框架上而成，有两个输出端，它也是地震检波器的关键部件；弹簧片由特制的磷青铜做成一定的形状，具有线性弹性系数，它使线圈与塑料盖连在一起，使线圈与磁铁形成一对运动体（惯性体）。它是利用惯性部件和固定在机壳里的永久磁场做相对运动产生涡流，涡流有事固定在机壳里的线圈感应出电流原理而制成一个固定的圆柱形磁铁沿中央轴安装在机壳内，线圈固定的绕在永久磁铁的外边，非磁性可运动的铜制套筒由弹簧悬挂在磁铁和线圈之间构成惯性部件。涡流的大小与检波器外壳的运动有关，它本质上是一种对外壳位移加速的传感器。它的结构特点是活动的惯性体与输出端没有电连接，这就大大提高了检波器的可靠性。 图31 动圈式检波器的外形结构和内部结构 图32 动圈式地震检波器的剖面图3.2 动圈式地震检波器的设计基础由动圈式地震检波器的基本原理和结构特点可知，他的基本部分有二：一是磁路系统，由它产生恒定的直流磁场，为了减小检波器的体积，一般都采用永久磁铁；另一个是线圈，由它与磁场中的磁通交链产生感应电动势。前已述及感应电动势与磁通变化率或者线圈与磁场相对运动速度成正比，因此必须使它们之间有一个相对运动，此时把线圈组件作为运动部。对于动圈式地震检波器，具体计算时，一般是先根据使用场合、使用对象确定传感器结构形式和体积大小(即轮廓尺寸)，然后根据结构大小初步确定磁路系统计算磁路以便决定磁感应强度B。因为在确定磁路系统时，气隙的尺寸也已经确定了，线圈的尺寸也已确定。根据这些参数，便可初步决定线圈导线的直径。从提高灵敏度的观点来看，B值大，灵敏度越高，因此磁路结构尺寸应大些。所以只要结构尺寸允许，磁铁可尽量大些并选择B值大的永磁材料匝数N也可取得大些。当然具体计算时导线的增加也是受其他条件制约的，各参数之间的选择要互相照顾，尽量从优。作为动圈式振动传感器来说，它的设计内容包括有：磁路计算、线圈设计等。3.2.1 磁路设计永久磁铁的工作点永久磁铁的磁路计算式设计动圈式检波器的重要环节，而磁路计算的关键在于确定永久磁铁的工作点。用作永久磁铁的材料是一种具有磁滞回线特别宽的硬磁材料，其磁化曲线如图33所示： 图33 永久磁铁的磁化曲线 图34 环形永久磁铁充磁原理硬磁材料一般须经充磁后才能获得磁性。所谓充磁，是将加工成型后的硬磁材料置于强化磁场中使其磁化。图34 所示为一个硬磁材料制成的磁铁充磁的原理图为了减小磁阻，充磁时用软磁材料把气隙填满。当激磁电流I逐渐增大时，激磁线圈建立的磁场强度H也相应增大，磁环开始被磁化，磁感应强度B从零逐渐增加，直至铁心磁化强度达到饱和为止。这时的铁心饱和磁感应强度为Bs。此后，如果继续增加激磁电流，磁环内磁感应强度基本上保持不变。当激磁电流I=0时，则H=0，这时磁感应强度将从饱和值Bs沿磁滞回线下降到Br下降到零。可见，经磁化后的永久磁铁即使去掉外磁场，其内部仍保留一部分磁性，因此，永久磁铁是提供磁能的一个能源。Br称为剩余磁感应强度。如果要使水久磁铁的剩余感应强度Br下降到零，就必须在激磁线圈中通入反向电流，也就是在永久磁铁内产生反方向的磁场强度，这样才能完全抵消剩磁。这时的磁场强度称为矫顽力。永久磁铁材料永久磁铁是提供工作气隙磁能的能源。合理选择永久磁铁材料是磁路设计的重要方面。永久磁铁材料种类很多，目前在动圈式检波器中使用最广泛的是铸造铝镍钴永磁合金。如果合金由浇筑温度冷却时，使合金的结晶体沿一定方向排列，即所谓的“定向结晶”，还可以大大提高永磁合金的性能。常用永磁合金性能表列于表31中。表31 永磁合金性能列表3.2.2 线圈设计检波器的线圈组件由线圈和骨架组成，如图35所示。骨架材料一般有金属材料，如铜、铝、不锈钢等，也可使用非金属材料，如有机玻璃。用金属材料做成的骨架还可以起到电磁阻尼的作用。由于线圈组件在工作气隙中相对永久磁铁做轴向运动。因此，为保证线圈组件活动灵活，不与永久磁铁发生摩擦，线圈组件的厚度应略小于工作气隙的长度，即 式中线圈厚度，； 骨架厚度，。因此，当磁路系统的工作气隙参数确定后，线圈的厚度和骨架的厚度也就可以确定了。线圈绕组的长度取决于工作气隙的宽度和振动位移的峰峰量值。为避免因不均匀漏磁通分布 图35 线圈组件示意图造成过大的输出特性非线性，线圈的基本长度应增加约30%，即式中振动位移的峰峰值。为了使检波器输出具有较大的电压，线圈绕组应绕两层以上，导线材料一般可选用高强度漆包线，绕制时将导线均匀绕在线圈骨架上。当导线直径选定后，绕组每层的匝数可按下式计算：式中L线圈绕组长度；带绝缘层的导线的直径；有效利用系数（与绕制工艺有关，一般可取=0.95）.线圈绕组的层数可按下式计算：式中线圈厚度；填充系数（与绕制工艺、导线直径、绝缘纸厚度等因数有关）。因此，线圈绕制的总匝数N为工作气隙中线圈的匝数为3.3 动圈式地震检波器的测量电路3.3.1 测量电路方框图动圈式检波器直接输出感应电势，所以任何具有一定工作频带的电压表或示波器都可以采用。并且由于动圈式地震检波器通常具有较高的灵敏度，所以一般不需要高增益放大器，一般的放大器即可胜任。但是动圈式检波器的输出电压是与振动速度成正比例关系，即测量信号为速度信号。如要进一步获取振动位移信号或加速度信号，就必须进一步配用积分电路或微分电路。实际电路中通常将微分或积分电路置于两级放大器之间，以利于各级间的阻抗匹配。框图如图36所示：当开关S接通1线时，由传感器输出的信号直接送给主放大器，此时测量参数为振动速度信号。当开关Sw接通2线时，由传感器输出的信号送给前置放大器，经过积分电路送到主放大器，此时测量参数为振动位移信号。当开关Sw接通3线时，由传感器输出的信号经前置放大器和微分电路送到主放大器，此时测量参数为振动加速度信号。图36 动圈式地震检波器测量电路方框图3.3.2 积分测量电路要减小积分误差，就要选用较大的时间常数PC，而PC值增大的结果使输入衰减变得更加严重，往往出现为了保证低频端的测量误差不超过容许值而使得高频端输出信号衰减到无法利用的程度。为解决这一问题有些仪器采用频段积分的办法，即将全部工作频带分成几段，对每个频段 图37 积分电路使用不同参数的积分电路。 随着线性集成运算放大器的发展有源积分电路得到广泛的应用。其原理图如图37所示。图中反馈电阻是为了抑制运算放大器的失调漂移。同时，积分电容C的泄漏电阻和运算放大器的输入电阻也是等效为与R并联，应按密勒效应等效为与并联。它们一起构成了积分电路的反馈电阻。是运算放大器的开环放大倍数。设运算放大器的幅频特性为式中 =1/运算放大器开环渐近幅频特性的转角频率所代表的时间常数；=0时的放大倍数。积分放大器的反馈系数为这样，可以写出如图37所示电路的幅频特性3.3.3 微分测量电路微分电路与积分电路正好相反。最大微分误差将在工作频段的高端出现；最大的输出幅度衰减将限制了工作频段的下限值。目前测量仪器中大都配用有源微分电路，图38是一个实用的有源微分电路。图中输入端的电阻既提高了输入阻抗又增加了阻尼比，选择合适的值可以使电路的阻尼比近 图38 微分电路似为0.7，则其幅频特性将不产生大的峰值，电路趋于稳定。增加可以有效地抑制高频噪声。此时，电路的幅频特性可近似用下式表示。式中 微分电路的时间常数；运算放大器本身的转身频率所对应的时间常数，=1/；/运算放大器的增益带宽积；电路的谐振频率。3.4 动圈式地震检波器基本原理仪器工作过程：当地面存在机械扳动时，动圈式检波器的线圈悬挂在弹簧上，线圈与磁铁做相对运动切割磁力线。根据电磁感应定理，线圈中产生电动势，且感生电动势的大小与线圈和磁铁的相对运动速度成正比，线圈输出的模拟电信号与地面机械振动的速度变化规律是一致的。仪器的基本原理：电动式检波器的基本工作原理是利用上、下两个线围绕制在铝制线圈架上，组成一个惯性体，由弹簧片悬挂在永久磁铁产生的磁场中，永久磁铁与检波器外壳固定在一起。当检波器外壳随地面震动的，引起线圈相对于永久磁铁运动，两线圈产生感应电动热。感应电动热的大小随检波器外壳振动变化，振动幅度越大，感应电动热也大，反之亦然。在输出端输出相应的电信号，传输给地震仪器。检波器的自然频率主要取决于弹簧片的材料强度。强度越大，频率越高，反之亦然。 当机壳被地震振动驱动时，固定在机壳内的永久磁场和铜制套筒之间的相对运动在套筒中形成涡流，涡流的变化引起次生的变化磁场，变化的磁场在固定的线圈中产生电动势而输出电压。电感线圈产生的磁力线经过金属导体就会产生涡流，涡流大小与金属导体的电阻率、相对磁导率、金属导体厚度、线圈激励信号频率以及线圈与金属导体间的距x等参数有关。设图39中，有一通以交变电流的检波器线圈，可在其周围产生一个交变磁场。若被测导体置于该磁场范围内，基于法拉第电磁感应定律，导体内将产生涡流，将产生新磁场，且方向与 相反，力图消弱的作用使线圈电感量、阻抗和品质因素发生变化。线圈与被测导体等效为相互耦合的两个线圈，它们之间的互感系数M(x)是距离x的函数，随x的增大而减小。对等效电路，如图310所示，根据基尔霍夫定律，列出回路1和回路2的电压平衡方程： 解方程可得线圈受金属导体影响后的等效阻抗、电感和品质因素分别为： 总之当检波器线圈与被测导体间距离远近不同时，它们间的耦合程度不同，反映出线圈的Z、L、Q的变化就不一样，通过测量Z、L、Q的变化，就可以得到位移量的变化。 图39 动圈传感器的基本原理 图310 动圈传感器的等效电路3.5 动圈式地震检波器误差分析3.5.1 温度误差分析据石油天然气行业标准SY/T 5046.12000(动圈式)地震检波器标准，检波器在不同温度环境条件工作时。各参数值会随环境温度而发生变化。其参数的温度系数见表32。表32检波器温度系数（参比温度（202.5） 环境温度对检波器技术指标的影响，如表32所示，主要是指检波器性能指标的直流电阻、阻尼、灵敏度、频率四个指标随环境温度所发生的变化。这四个指标随温度所发生的变化是由其自身材料温度特性所决定的。 对检波器性能指标影响的分析如下： (1)线圈铜线电阻温度系数是正温度系数且与其他材料相比最大，但温度系数的线性度很好。检波器外并直流电阻温度系数在选取了合适的相对温度系数电阻后，其对检波器性能指标误差的影响最小。一般可以不考虑其对检波器性能指标的影响。 (2)检波器弹簧片的频率温度特性，对检波器频率、阻尼的影响。人们考虑得很少，频率温度系数对检波器频率的影响是存在的，铰青铜材料频率温度系数对检波器频率的影响在40+100范围内的误差约为(01.5)。 (3)磁体磁性能温度系数对检波器灵敏度的影响在40+100范围内的误差约为(01.5)。(4)从材料的角度讲，对检波器技术指标造成温度误差影响，是由于铝材、磁性材料、弹性材料在生产过程中材料成分、组织结构存在偏析态，电、磁温度特性并不很稳定。有较明显的非线性误差。但是相应影响参数变化的趋势仍是很明显的。所以对于检波器允差优于3.0的检波器测试来说，合理的选取相应的温度系数参数值，可相应提高测试仪器的准确度。(5)综上所述，检波器生产广家应提供检波器频率、阻尼、直流电阻、灵敏度等指标的温度系数指标，以便于用户对检波器进行性能测试时，参考或输入测试仪器。3.5.2 测试仪器误差简介目前国内外用于测试动因式检波器性能指标的测试仪器型号较多。国内外常用的仪器有；国外仪器SMT-100、SMT-l50、SMT-200，国内仪器有GPT-1、GPT-7006等。这些仪器基本相同的技术指标见表33。表33 检波器测试以技术指标3.5.3 环境噪音误差影响由于检波器是测试微振的仪器，测试时任何噪音的介入都将可能严重影响测试的准确度，所以测试检波器需要一个安静的环境，使测试不受外部噪音的影响。典型的噪音源是：(1)电动机(2)人员的活动(3)通过的车辆声(4)震动的表面比如在桌子上测试(5)检波器放置不稳定为了保证测试条件的一致性，需要用一个隔离台，特别是当在不同的时间进行比较测试时。可以作一个简单的隔离台，比如用非导磁重物体台面下面垫汽车内胎，台面上能稳定的放置检波器进行检波器性能测试616。4 动圈式地震检波器的Flash演示动画的制作过程4.1 检波器的Flash动画的设计方案4.1.1 动画的设计方案为了完整演示动圈式地震检波器的功能及结构，我将整个演示动画划分