超聲波流量計探頭及換能器原理  三十六

三.機電等效類比圖

電路狀態方程U感= -Zo·i + mV 可改寫成：U感=（nV-i）Zo機械振動方程（Zm+Zr）V = Po·γ·So - nU 可改寫成：nU= Po·γ·So - （Zm+Zr）V于是可以得到如圖3.4所示的電磁式接收換能器的機電等效類比圖：

圖中變換系數按電流變化與電壓變化相反的原理確定。

在圖3.4中，振動速度V與電流i類比，作用力Po·γ·So與電壓U類比，故仍為阻抗型類比。

四.電磁式接收換能器的開路接收靈敏度

當接收負載的電阻抗趨于無窮大時，感應電勢U感即是開路電壓。把nU= Po·γ·So - （Zm+Zr）V 改寫成：U感= Po·γ·So/n - （Zm+Zr）nV/n2

即可把圖3.4中機械部分反映到電路部分中去，得到如圖3.5所示的形式：

由圖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

當機電諧振時有最大開路接收電壓：Umax=mPo·γ·So/（Rm+Rs）=NΦ∥Po·γ·So/ho（Rm+Rs）

諧振頻率為：ωo={[1/（Mm+Ms）][1/Cm+m2/Lo]}1/2

諧振時的最大開路接收靈敏度（電壓靈敏度）為：MU = Umax/Po = NΦ∥·γ·So/ho（Rm+Rs）= （NB∥γ·So2/hoRs）η聲

此式給出了與接收靈敏度相關的量，同前面所述發射換能器的結果比較，可以看出，對于優良的發射換能器與接收換能器有基本一致的技術要求。

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