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超声波液位计 探讨(一十六)
文章作者:大连瑞利声纳    如想转载请注明出处

 

接上篇

超声波液位计易法
  在空气计量中,超声波液位计易法校准法是最常用最典型的一级校准法。在此法中所使用的各换能器的灵敏度值或响应值都是未知的,但是,利用电声易原理,通过几步测量,便可获得待校超声波液位计传感器的接收灵敏度或发送响应值。所以,也有人称此法为绝对校准法。易校准法应用最广泛的是三个探头的球面波易校准法。
  互易校准法的理论基础就是电声互易定理。该定理表述为:对于一个线性、无源、可逆的电声传感,用做接收器时的接收灵敏度与用作发射器时相应的发送响应之比与换能器本身的结构无关。上述比值为一个常数,称为互易常数。此常数与换能器所处的声场性质有关。互易校准法需要三个探头,其中至少有二个互易换能器H,另两个分别是发射器F和接受器J,F和J只要满足线性条件。分做三次测量,分别测量每个换能器对输入发射器的电流i和接收器的开路电压u,或其电转移阻抗,就能获得J和H的自由场灵敏度及H和F的发送电流响应。
1.电声互易原理
   利用探头的互易性,即它的接收灵敏度M与其发送响应S之比等于一个互易常数J的性质,分别测出若干对发射探头一接收探头排列对的探头转移阻抗,应用互易常数,通过计算探头的接收灵敏度和发射响应的绝对校准方法,称为互易校准。转移阻抗是接收器开路输出电压与激励发射器的输入电流之比。互易校准是迄今最准确的电声探头的一级校准方法,应予优先采用。常规互易校准包括常规互易法(三个换能器的球面波互易校准)、自易法、在远近场过渡区的自易法等。
   在线性网络理论中广泛应用的互易原理,可以表述为:无源可逆四端网络的两个转移阻抗相等,这种系统成为互易系统。

 

 

如果用数学表示即为:

 

其中I1 I2、为流过两对极的恒定电流,E1、E2则为对应产生的开路电压。将互易原理推广到一般情况,如图2所示,若在无源线性四端网络的第一对极上通以电流时I1,在第二对极跨接电阻R上产生一个端电压I2;反之,当在其第二对极上串接一个内阻为R且短路电流为的电源时E2,在第一对极上产生一个开路电压E1,则存在以下关系

由欧姆定律,上述情况可得;

 

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