超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理  一二五

這些情況說明壓電換能器的等效阻抗在隨頻率而變化，圖中：｜Z｜為等效阻抗的絕對值，當(dāng)信號頻率等于fm時(shí)，換能器的阻抗最小，電流最大；而在頻率fn時(shí)，換能器的阻抗最大而電流最小。因此，我們把fm稱為最小阻抗頻率（或最大導(dǎo)納頻率），把fn稱為最大阻抗頻率（或最小導(dǎo)納頻率）。

如果繼續(xù)增大輸入信號的頻率，還會(huì)出現(xiàn)一系列的電流最大值與最小值，相應(yīng)

地有fm2、fn2和fm3、fn3等頻率（見圖6.7）

由諧振理論可知，壓電換能器在最小阻抗頻率fm附近，存在一個(gè)使信號電壓與電流同位相的頻率，即是換能器的諧振頻率fr。同樣，在最大阻抗頻率fn附近，也存在一個(gè)使信號電壓與電流同位相的頻率，稱為換能器的反諧振頻率fa。當(dāng)換能器的機(jī)械損耗為零時(shí)有：fm=fr 和 fn=fa并且還有：fm2=fr2、fn2=fa2；fm3=fr3、fn3=fa3等等。這里fr為基頻，而fr2、fr3⋯分別稱為二次、三次⋯諧頻。

不過，當(dāng)換能器的機(jī)械損耗不等于零時(shí)，上述這些等式不成立（這是真實(shí)情況）。

由交流電路知識(shí)可知，圖6.4所示的是LC電路，其阻抗隨頻率而變化。當(dāng)用圖6.4所示的LC電路代替圖6.5中的壓電換能器，可以發(fā)現(xiàn)在諧振頻率附近，通過LC電路的電流、阻抗隨頻率變化的曲線與圖6.6和圖6.7所示的曲線完全相似。也就是說，在諧振頻率附近，壓電換能器的電氣特性與LC電路完全相似，這樣也可以得到壓電換能器的等效電路為圖6.4所示電路的結(jié)論。

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