大部分地震監(jiān)測(cè)儀的核心裝置，簡(jiǎn)單說(shuō)起來(lái)就是在磁場(chǎng)中懸掛一個(gè)固定有線圈的重物。當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，地面帶動(dòng)設(shè)備中產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵一起震動(dòng)，而線圈卻因?yàn)閼覓熘匚锏膽T性保持基本靜止。這時(shí)線圈因?yàn)榍懈畲帕€產(chǎn)生了感應(yīng)電流，采集這個(gè)信號(hào)，再做一些濾波和阻尼處理，就可以得到有意義的信息。

我的地震儀采用了一個(gè)低阻抗的半成品檢測(cè)器，自帶阻尼功能，這是設(shè)備的系統(tǒng)原理框圖。

運(yùn)動(dòng)傳感器

● 這就是整個(gè)設(shè)備的照片，丑是丑點(diǎn)，但是很實(shí)用的。A和B是兩個(gè)廢棄的硬盤，這里我們?nèi)サ舸诺?，只使用它的磁頭臂。

● 磁頭臂在硬盤中工作時(shí)，由音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器給音圈電機(jī)中線圈通電，線圈就會(huì)帶動(dòng)磁頭臂移動(dòng)。與其他所有電機(jī)相同，音圈電機(jī)也能反著用，也就是說(shuō)當(dāng)移動(dòng)磁頭臂時(shí)，音圈電機(jī)中的線圈里就會(huì)產(chǎn)生一股電流。我們可以放大這個(gè)電流信號(hào)，再把它采集到電腦中去。

● C是個(gè)很重很重的鉛塊，是從我家奇怪的天花板上剝下來(lái)的，這里采用彈簧懸掛的方式掛在設(shè)備上。D是一個(gè)附著在鉛塊C上的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)把鉛塊C與底板的相對(duì)移動(dòng)傳到硬盤的磁頭臂。兩塊硬盤的磁頭臂分別負(fù)責(zé)采集兩個(gè)方向的移動(dòng)。E和F是兩個(gè)用以保證設(shè)備穩(wěn)定的鉛塊。G是選擇開關(guān)，可以選擇采集A和/或B線圈中的信息。經(jīng)過(guò)我的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)采集A和B線圈是最靠譜的。

● 當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，懸掛鉛塊C因?yàn)閼T性基本保持不動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)D也相對(duì)C不動(dòng)，但是這時(shí)E、F會(huì)隨地震震動(dòng)，于是磁頭臂移動(dòng)，A、B線圈產(chǎn)生出感應(yīng)電流，地震就被檢測(cè)到了。

● 據(jù)我所知還沒有人這樣使用硬盤，所以這個(gè)地震儀應(yīng)該是個(gè)原創(chuàng)發(fā)明，啊哈哈哈~

● 這個(gè)設(shè)備還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橐羧﹄姍C(jī)本來(lái)就是要在高速下驅(qū)動(dòng)磁頭臂，電機(jī)的阻抗特別低，所以電路基本不存在受到電磁干擾的問題。在旁邊工作著四臺(tái)電腦和一個(gè)顯示器的情況下，信號(hào)都不會(huì)摻雜太多電源的噪聲。

放大器

● 這是一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的放大器電路，用2個(gè)741運(yùn)算放大器制作。整個(gè)電路由15V的正負(fù)雙電源驅(qū)動(dòng)。

● 選擇開關(guān)可以選擇輸入L1和/或L2線圈（A、B音圈電機(jī)）中的信號(hào)。

● 當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，R1或R2與R3匹配能使信號(hào)獲得1000或300倍的反向放大。因?yàn)橐獧z測(cè)的頻率很低（典型地震的頻率是1Hz或更低），我們的電路還是很可能獲得這么高增益的。VR1是一個(gè)接調(diào)零端的10K微調(diào)電阻，用以調(diào)整輸出的直流模擬信號(hào)，方便進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。R5和LED是電源指示燈。最后還要把整個(gè)電路的輸出接入單位增益緩沖器，好有足夠的電流去驅(qū)動(dòng)8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

● 如果要把設(shè)備放到一個(gè)地震頻發(fā)的地方去，就不需要這么靈敏，可以把R1、R2換成阻值較小的電阻來(lái)減少放大倍數(shù)。不過(guò)要記得把R4也換成和R1、R2相近阻值的電阻。這個(gè)電路的放大倍數(shù)是-（R3/R1或R2），如果你想要100倍的反向放大，用個(gè)10K的電阻就可以實(shí)現(xiàn)。

● 這是我做的電路布局，如果你需要可以RiscPC文件，可以聯(lián)系我。

剩下的部分

● 這幅圖上是全部電路設(shè)備，A是一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換板，上面插的是ZN449 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，這是我最喜歡的一個(gè)多才多藝的芯片，我的人生因它而不同。雖然這么說(shuō)，只要與電腦匹配，別的8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片也可以用的。B是電纜適配器。C是上一段說(shuō)明過(guò)的放大器。

程序

● 我編了個(gè)名叫!Quaker的小小共享程序用來(lái)記錄儀器的輸出。這個(gè)程序可以每5分鐘保存一副圖片，記錄這段時(shí)間內(nèi)周圍發(fā)生的震動(dòng)。如果和RiscOS4配合可以把好幾天的記錄都存在同一個(gè)目錄下面。下圖是軟件界面和5分鐘的記錄圖。

● 第一排的前兩個(gè)圖形是我用手指敲了敲房頂，然后關(guān)上了我工作室的門，其他的都是背景噪聲。很明顯我的設(shè)備超級(jí)靈敏的，這樣靈敏的結(jié)果就是當(dāng)?shù)卣鹫嬲齺?lái)時(shí)，在驚慌中你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有震動(dòng)都會(huì)跳出振幅的閾值，圖像被紅線填滿了。如果此時(shí)你還會(huì)想要估計(jì)地震的強(qiáng)度，參考顯示器本身的跳動(dòng)幅度會(huì)更加準(zhǔn)確。

程序代碼如下：

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10 REM Quaker
20 REM Simple earth quake detector demonstration
30 REM Needs Velleman K8055 USB Experiment Interface board
40 REM Jochen Lueg
50 REM December 2009
60
70 MODE 15
80
90 REM Find dll routines addresses
100 PROCinit
110
120 VDU5
130 REM Turn board 0 on
140 SYS USB_OpenDevice%,0
150 CLG
160
170 MOUSE ON
180
190 COLOUR 5
200 MOVE 10,1000
210 PRINT"Press the left mouse button to start"
220 MOVE 10,960
230 PRINT "Press the right button to pause"
240 REPEAT
250   MOUSE x%,x%,b%
260 UNTIL b%=4
270 CLG
280 GCOL 5
290 REM Start at the top of the screen and repeat until you reach the bottom - 5 traces
300
310 REPEAT
320   CLG
330   FOR Y%= 1800 TO 200 STEP -200
340
350     FOR X%= 0 TO 2559 STEP 2
360       SYS A%,1 TO V%
370       PLOT 5, X%,Y%+V%*4
380       MOUSE x%,y%,b%
390       IF b%=1 THEN
400         REPEAT
410           MOUSE x%,y%,b%
420         UNTIL b%=4
430       ENDIF
440     NEXT
450     MOVE 0,Y%-200
460   NEXT
470 UNTIL FALSE
480 SYS USB_CloseDevice%
490
500 *QUIT
510
520 END
530
540 DEFPROCinit
550 REM  Typing errors in routine name do not generate an error message - they just hang up the program.
560 SYS"LoadLibrary","K8055D.dll" TO USB_Board%
570 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"OpenDevice" TO USB_OpenDevice%
580 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"ReadAnalogueChannel",1 TO USB_ReadAnalogue%
590 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"SetAllDigital"  TO USB_SetAllDigital%
600 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"CloseDevice" TO USB_CloseDevice%
610 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"ClearAllDigital" TO USB_ClearAllDigital%
620 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"ClearDigitalChannel" TO USB_ClearDigitalChannel%
630 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"SetDigitalChannel" TO USB_SetDigitalChannel%
640 SYS"GetProcAddress",USB_Board%,"ReadAnalogChannel" TO A%
650 ENDPROC

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