12. Meß- und Steuerelektronik des Seismographen


platine_verstaerker.jpg (5768 Byte) Die vom Seismographen registrierten analogen Induktionssignale des Magnet-Spulen-Systems enthalten viele Störsignale, die das sehr  klei-
ne Seismiksignal überlagern. Da diese Störungen (z.B.Trittschall, Ge-
bäudeschwingungen
)  von  höherer  Frequenz als  die   Fernbeben-
Signale
sind, lassen sie sich mit angepaßten  Tiefpaß-Filtern wirksam abschwächen. Die typischen Frequenzen von Fernbeben liegen je nach Entfernung des Epizentrums unterhalb von 0,5 Hz, die der Störsignale
allerdings  wesentlich  höher, so daß  die   Tiefpaß-Filter-Grenzfrequenz
geeignet gewählt werden muß. Da aber die Seismik-Signale   sehr schwach sind, müssen  sie mit einer em- pfindlichen Verstärkerschaltung noch verstärkt  werden. Dazu  wurde in der  HAG eine geeignete Ver-
stärker-Filter-Platine
entwickelt, die einerseits eine entsprechende Grenz-Filterfrequenz ermöglicht, ande- rerseits  aber  auch  eine bis 1000-fache einstellbare Verstärkung gestattet. Für  die   erforderliche  stabile Spannungsverstärkung wurden Operationsverstärker eingesetzt, die  mit einer sehr  konstanten symmetri-
schen Gleichspannung betrieben werden müssen. Deshalb wurde auf  der Verstärker-Filter-Platine ein eige- nes Netzteil integriert, welches eine äußerst stabile symmetrische stabilisierte Gleichspannung liefert.

Tiefpaß-Filterfrequenz und Verstärkungsfaktor lassen sich durch Potentiometer den jeweiligen erfor- derlichen  Bedingungen anpassen, wobei aber das  temperaturabhängige  Driften der Einstellwerte von Zeit
zu Zeit überwacht werden muß.

Das Verstärker-Filter-System wurde als ein vollständiges Eigenpro- jekt in der HAG entwickelt, wobei zuerst die erforderlichen theore-
tischen Grundlagen über Operationsverstärker und Filtertechnik be-
behandelt  wurden. In  praktischen Übungen  wurden dann die  not-
wendigen Erfahrungen dieser speziellen elektronischen  Komponen-
ten gewonnen. Nach dem fliegenden Aufbau auf einer Steckplatine wurde das Layout erstellt und die komplette Schaltung auf eine ge-
geätzte Kupferplatine integriert.

Die  gesamte Elektronik, einschließlich stabilisierten Netzteil ist in ei-
nem Aluminiumgehäuse untergebracht, wobei  die variablen  Einstel-
verstaerker_offen.jpg (13985 Byte)
lungen  von Verstärkungsfaktor und Tiefpaß-Filterfrequenz  von  außen durch  Einstecken von  ent- sprechenden Widerstandswerten angepaßt   werden  können. Durch Integration eines einfachen Span- nungsadditions-Kreises  kann dem  registrierenden   Seismik-Signal  eine sehr  langsam und  linear an-
steigende  Spannung des  Rampen-Generators aufaddiert    werden,  wodurch   eine   kontinuierliche Schreiber-Meßsignalaufzeichnung von 4 Wochen möglich ist.

Zur quantitativen Meßsignal-Auswertung muße die Verstärker-Filter-Elektronik einer eingehenden Ab-
gleichsmessung unterzogen werden. Dabei wurden die besonders wichtigen frequenzabhängigen Eigen-
schaften unter Verwendung eines Tonfrequenz-Generators untersucht und entsprechend abgeglichen.

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