지면의 진동에 반응하는 기계적 장치, 역학적 또는 전자기적으로 지면 진동을 확대하는 장치와 기록장치로 구성되어 있다. 기계적 장치는 지면에 고정된 틀과 이에 부착된 자유진자로 구성되어 있다. 틀이 지면과 함께 진동할 때 자유진자는 관성 때문에 뒤에 남게 되어 이들 사이에 발생하는 상대운동을 기록한다.
진자는 그 자체로서 고유진동수를 가지고 있으므로, 만일 지면의 진동이 이보다 훨씬 빠르면 진자는 거의 정지상태에 머물러 지면진동이 완전하게 기록되고, 훨씬 느리면 진자가 틀과 함께 움직여 상대운동이 없게 된다. 따라서 관심을 가지는 지면진동의 주기에 따라 여러 가지 다른 고유진동수를 가지는 지진계가 필요하게 된다.
지면진동에 의하여 진자가 정지 위치에서 벗어나면 복원력에 의하여 다시 본위치의 방향으로 되돌아오는데, 감쇠장치를 설치하여 원래의 위치에 와 멈추도록 조정되어 있다. 지면운동이 3차원에서 이루어지므로 서로 직각인 두 수평방향의 진동과 수직방향의 진동만을 각각 측정하도록 조정된 3개의 지진계가 1조를 이루어 설치된다. 보통 그 수평방향은 동서·남북 방향으로 조정된다.
초기에는 역학적으로 지면운동을 확대하여 연기로 그을린 종이에 철필로 기록했고, 다음에는 광학적 확대장치, 즉 진자에 거울을 달고 램프 불빛을 반사시켜 사진필름에 기록하는 장치가 이용되었다. 그후 1914년 B.갈리친이 틀에 영구자석을, 그리고 진자에 코일을 부착하여 검류계(檢流計)에 연결하는 확대장치를 고안하였다. 지면운동에 의하여 코일이 자기장 내에서 움직일 때 발생하는 전류로 검류계의 지침이 움직이고, 이를 광학적으로 사진필름에 기록한다. 이 방법은 지진계 발달에 획기적인 기여를 했고, 전자공학의 발달로 특수한 증폭기가 개발되면서 확대율을 100만 배까지 높일 수 있게 되었다. 기록장치로는 보통 일정한 속도로 회전하는 드럼에 종이를 감는 것이 사용되고, 펜이 상하로 움직이며 지면진동을 기록하며, 종이에 일정한 간격을 두고 시간이 표시된다.
근래에는 자기테이프를 지진기록에 이용한다. 지진동의 주기와 진폭이 다양하므로 지진계도 목적에 따라 여러 종류가 있다. 지진동의 가속도와 지각의 변형을 측정하는 특수한 지진계도 고안되었다. 최초의 지진계는 200년경 중국에서 발명되었다.
▶▶리히터지진계
요약 : 리히터척도(Richter scale)로 지진의 강도를 표시하도록 만들어진 지진계.
1935년 미국의 지진학자 C.F.리히터가 개발하였다. 이 계기는 지표상(地表上)의 진동이 자동으로 기록되도록 만들었으며, 리히터강도에서 1의 차이는 곧 지진의 정도가 10배나 차이 나는 것으로, 7.5도는 6.5도보다 10배의 강력한 지진을 의미한다. 현재 전세계적으로 사용되고 있으며, 리히터 진도(magnitude)라고 하는 2에서 9 미만의 숫자로서 지진의 크기를 관측할 수 있게 되어 있다. 이 진도는 소수로도 나타낼 수 있는데 지진에 발생되는 에너지 E(erg)와 리히터 진도(M)의 관계식은 log10 E = 11.8＋1.5M 과 같이 나타낼 수 있다.
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