ГОСТ Р ИСО 16063-12—2009
Приложение В
(справочное)
Применение принципа взаимности в калибровке электромеханических преобразователей
Применение принципа взаимности к калибровке электромеханических преобразователей исходит из пред
положения. что совершаемые ими преобразования являются линейными и что преобразователи совершают воз
вратно-поступательное движение с одной степенью свободы. При выполнении данных условий связь между
электрическими и механическими параметрами на разных сторонах таких преобразователей, представленных в
виде пассивных четырехполюсников с соответствующими импедансами. может быть описана формулами:
I
2та• 2am
и = V ♦ W *
(B.1)
F ■W * zmv>
(
6
.
2
)
где и — комплексное напряжение на электрической стороне четырехполюсника;
— комплексная сила тока на электрической стороне четырехполюсника,
F — комплексная сила на механической стороне четырехполюсника;
v — комплексная скорость на механической стороне четырехполюсника;
входной электрический импеданс холостого хода (на другой стороне четырехполюсника v = 0).
входной механический импеданс холостого хода (на другой стороне четырехполюсника I - 0);
передаточные коэффициенты, причем zme = zgmдля преобразователей пьезоэлектрического или элек
тростатического типа и гтд = -г вт для преобразователей электромагнитного типа.
Обозначив через Sy коэффициент преобразования преобразователя, работающего как велосиметр (а этом
случае Sv — комплексное отношение напряжения на разомкнутом выходе к скорости на входе), и через GF коэф
фициент преобразования преобразователя, работающего как генератор силы (а этом случае GF — комплексное
отношение силы на выходе к силе тока на входе), можно данные величины представить следующими формулами:
(В.З)
(6.4)
«V » t Sg.(В.5)
При наличии двух преобразователей, из которых, по крайней мере, один является обратимым и возбужда
ется гармоническим сигналом, могут быть проведены две серии измерений для получения произведения и отно
шения комплексных коэффициентов преобразования Sy1 и S^ этих преобразователей, после чего может быть
рассчитан коэффициент преобразования каждого преобразователя. Если преобразователи имеют жесткую меха
ническую связь, то приданные им скорости v, и v2 равны по амплитуде и противоположны по знаку (и, = -и 2) Если
преобразователь 1 используют как генератор силы для возбуждения преобразователя 2. то произведение коэф
фициентов преобразования этих преобразователей может быть определено следующим образом (см. 8.2.1).
Если обозначить через гТ комбинированный механический импеданс двух преобразователей в случае,
когда механические порты преобразователей соединены непосредственно друг с другом, то из формулы (В.4)
следует:
F = GF1/, » V,Zf « - V22t.
(
8
.
6
)
ZTB
(8.7)
где У0 = — .
u2
Если между механическими портами преобразователей помещен объект с известным механическим импе
дансом гп. то входной механический импеданс в формуле (В.7) заменяется на сумму импедансов
* r+*eeT firA 2 v«-*в-8>
—
2
где У„ =
и
-----
комплексная проводимость при известном добавленном механическом импедансе.
Из формул (В.7) и (В.8) можно получить формулы:
12
(Yn ~Y0)
*I, - * * * W ’ V -
(8.9)
(
8
.
10
)