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全世界最早的地震觀測儀器是西元132年（東漢陽嘉元年）中國張衡所制作的候風地動儀，該儀器設(shè)計結(jié)構(gòu)早已失傳，歷史上的地震觀測僅止於社會人文震災(zāi)紀實。19世紀因彈性力學之運動方程式推導而使地震波理論漸趨完善，日本、英國與義大利等多位學者著手設(shè)計地震觀測儀器，地震研究工作逐漸步入理論與觀測相互印證的新紀元。
地震計為地震儀的主要元件，用來感應(yīng)地動訊號。完整的地震儀還須具備放大器、阻尼器、計時器與記錄裝置。各種地震儀因機械與電磁原理不同，構(gòu)造、性能、狀態(tài)等也有差別。觀測地震時，必先了解儀器固有周期、阻尼、放大倍率等各項常數(shù)，始能由觀測紀錄計算出正確的地振動資料。
地震儀的基本原理，是利用擺錘或彈簧把重物懸掛於儀器中，重物上裝有筆針，再把地震儀安置於地面上，當?shù)孛嬉虻卣甬a(chǎn)生振動時，所有運動不會立即傳到地震儀中的重物上，重物因慣性而不動，但儀器上的轉(zhuǎn)筒及紀錄紙會隨地面產(chǎn)生振動，與筆針產(chǎn)生相對運動而紀錄震波。地震儀可紀錄地震波的到時、震幅及地震波的種類。根據(jù)擺錘本身固有周期與地表振動周期之間的關(guān)系，可設(shè)計出位移型、速度型與加速度型地震儀。
速度型地震儀屬於高靈敏度的觀測儀器，可記錄極微小的地盤振動，無感地震亦可忠實呈現(xiàn)，其地震紀錄反應(yīng)測站當?shù)卣駝铀俣?。靈敏度雖高，但因儀器本身設(shè)計原理之限制，造成大地震產(chǎn)生的劇烈振動常使儀器紀錄超出范圍達到飽和，無法反應(yīng)實際振動情形，不適合觀測中大規(guī)模地震。強震儀為加速度型地震儀，地震紀錄則反應(yīng)地盤振動的加速度值，可估算當?shù)氐乇P振動之受力程度，故能迅速提供救災(zāi)單位搶救方案重要參考依據(jù)，同時加速度值也是工程界耐震設(shè)計規(guī)范最為重要的參數(shù)之一。加速度型地震儀之地震紀錄，廣泛使用於地震防災(zāi)及工程應(yīng)用。
早期地震儀受限於傳統(tǒng)機械式彈簧及阻尼元件特性，存在雜訊抑制不良、動態(tài)范圍不足及頻率響應(yīng)有限等重大缺點。後來因為半導體技術(shù)大幅提升，以電子電路取代機械式彈簧及阻尼元件，才逐漸改善情況。1982年第一代寬頻地震儀的設(shè)計及功能測試發(fā)布之後，地震儀從此邁入全新領(lǐng)域。寬頻地震儀的特色在於持續(xù)相當頻率范圍的訊號皆可維持相同的儀器靈敏度，比傳統(tǒng)地震儀更能忠實反應(yīng)實際地動狀態(tài)。
除了陸地上裝設(shè)的地震儀之外，海底地震儀也是地震研究相當重要的工具，從1970年代基於監(jiān)測核爆而開始發(fā)展，包括測量月震、人工炸測等皆被廣泛應(yīng)用。
臺灣學術(shù)機關(guān)使用海底地震儀進行地震監(jiān)測與廣角折射震測等用途，這類儀器都需要配備電池、浮球與聲控系統(tǒng)，放置於海底一段時間後，利用傳送聲波釋放訊號，通知地震儀浮出水面，進行後續(xù)回收傳輸資料與再次施放的工作。
中文關(guān)鍵字：觀測地震學 , 運動方程式 , 飽和 , 動態(tài)范圍 , 海底地震儀
英文關(guān)鍵字observation seismology , equation of motion , saturate , dynamic range , ocean bottom seismometer
參考資料
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