地震发生时，震源区的岩石会发生急速的错动和破裂，引发强烈的振动并以波的方式在地球内部和地球表面向四周传播，这种波就是地震波。地震波可以传到很远的地方，地震越大，地震波传播的距离就越远，这和石子投入湖水中溅起的浪花通过水面波纹散开的情形相似。
如果在较远的地方放置一台灵敏度很高的探测仪器，就能够获得这次地震的波形记录图。这类探测仪器被称为地震仪。 地震仪有许多种，但是它们的基本原理是一样的，这可以用乘车的经历来说明。乘车时，你一定会有这样一种体验：车突然开动时，人的身体会不由自主地向后仰；车突然停止前进时，人又会朝前倾，这是惯性在起作用。
张衡地动仪和现代地震仪都是根据这个原理制成的。为了更形象地说明地震仪的原理，假设有一支笔悬在空中不动，地上固定一张纸，当地面震动时，笔不动而纸动，这样笔就在纸上来回画出一张地震波图。如果把纸铺在一个固定于地面的滚筒上，滚筒匀速转动，则画出的就是波浪状的地震波形曲线。
然而，由于重力的作用，没有物体可以真正悬浮在空中，地震仪是采用在框架上悬挂摆锤的形式替代悬空的笔，通过减少与框架的连动而使摆锤接近于自由。地震仪的核心部分“拾震器”就是由仪器框架和重物摆锤组成，摆锤可以沿着固定方向自由摆动，地震波到达时，仪器框架随地面震动而运动，摆锤则因惯性作用保持相对不动，因此拾震器可以把地面震动反映出来。
图12所示的是地震仪原理示意图，图13所示的是20世纪70年代初我国自行研制的DD-1型短周期地震仪。 。
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