超声波流量计探头及换能器原理  三十六

三.机电等效类比图

电路状态方程U感= -Zo·i + mV 可改写成：U感=（nV-i）Zo机械振动方程（Zm+Zr）V = Po·γ·So - nU 可改写成：nU= Po·γ·So - （Zm+Zr）V于是可以得到如图3.4所示的电磁式接收换能器的机电等效类比图：

图中变换系数按电流变化与电压变化相反的原理确定。

在图3.4中，振动速度V与电流i类比，作用力Po·γ·So与电压U类比，故仍为阻抗型类比。

四.电磁式接收换能器的开路接收灵敏度

当接收负载的电阻抗趋于无穷大时，感应电势U感即是开路电压。把nU= Po·γ·So - （Zm+Zr）V 改写成：U感= Po·γ·So/n - （Zm+Zr）nV/n2

即可把图3.4中机械部分反映到电路部分中去，得到如图3.5所示的形式：

由图3.5可以得到：

U= {（Po·γ·So/n）/[Zo + （Zm+Zr）/n2]}Zo （n=m/Zo）

= nPo·γ·SoZo/n2Zo + Zm + Zr

= mPo·γ·So/（m2/Zo）+ Zm + Zr

当机电谐振时有最大开路接收电压：Umax=mPo·γ·So/（Rm+Rs）=NΦ∥Po·γ·So/ho（Rm+Rs）

谐振频率为：ωo={[1/（Mm+Ms）][1/Cm+m2/Lo]}1/2

谐振时的最大开路接收灵敏度（电压灵敏度）为：MU = Umax/Po = NΦ∥·γ·So/ho（Rm+Rs）= （NB∥γ·So2/hoRs）η声

此式给出了与接收灵敏度相关的量，同前面所述发射换能器的结果比较，可以看出，对于优良的发射换能器与接收换能器有基本一致的技术要求。

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