低频振动传感器主要应用于地质勘探、矿山安全、桥梁隧道监测等场景中。当前研制低频振动传感器是微震信号监测领域中的重要研究方向。提高电磁式振动传感器低频响应性能是目前的技术难点。课题以设计三分量电磁式低频振动传感器为中心,在基于遗传编程的三分量低频补偿网络设计、三分量低频振动信号采集与存储、低频振动传感器系统整体性能评估三个方面开展研究。针对力平衡反馈低频补偿技术改善了电磁式振动传感器低频响应但导致系统幅频响应不平坦的问题,通过分析电磁式振动传感器频域模型及低频补偿网络模拟电路设计目标,在完成树状编码电路抽象及对应函数集构建后,设计适用于模拟电路自动演化设计的遗传操作,建立合理的电路抽象适应度评估函数,最终实现通过遗传编程算法自动演化三分量低频补偿网络的目标。以此为基础,基于SPICE模型完成低频补偿网络系统零极点、频响曲线及群延迟有效性验证,并结合功耗及噪声设计需求完成硬件系统构建。为解决单分量物探设备采集的震动波无法提供精细地质结构信息问题,以低频补偿网络为基础,基于嵌入式系统完成三分量低频振动信号采集存储系统的开发。综合分析系统功耗、采集精度等性能需求,进行器件选型、模数转换功能及数据存储模块功能电路设计,完成微震信号采集存储硬件平台搭建。以此硬件平台为基础,研究多通道、高精度模数转换模块配置方法、SPI数据传输协议,最终利用DMA模式、中断模式、轮询模式完成对应数据存储、模数转换、数据采集功能的软件开发。为评估设计的三维低频振动传感器系统性能,课题开展侧重于功能完整性与采集准确性方面的测试。功能完整性测试方面,对标准低频振动标定测试平台的低频振动信号进行采集,采集信号恢复后验证了所设计的系统在低频振动信号采集存储功能完整有效;此外还从频域和时域对室外测试中采集信号进行分析进一步验证了系统对微震信号的采集能力。在采集准确性测试方面,与实际生产环境中大规模应用的中石化物探设备I-Nodal1在野外工业爆炸条件下进行性能对比测试,从频域和时域对生产环境中采集的信号分析发现所设计的系统在保持高频响应能力的同时其低频信号采集能力有较明显提升。