26.Эквивалентные электрические схемы механоэлектрических преобразователей.

В измерительной технике часто используются такие преобразователи, частотные характеристики которых определяются частично электрическими, а частично механическими (или акустическими) параметрами. В подобных случаях удобно все параметры привести к какому-то единому лучше электрическому виду и весь преобразователь изобразить в виде некоторой эквивалентной, т.е. обладающей теми же частотными свойствами электрической цепи, которая отразила бы как электрические, так и механические элементы. Это может быть достигнуто методом, который получил название метода эквивалентных или электрических схем замещения и основывается на общности дифференциальных уравнений электрических и механических систем. На рисунке а показана механическая колебательная система и ее электрический аналог в виде последовательного и параллельного контуров.

Рисунок а.

Дифференциальное уравнение механической системы:

F – приложенная сила;

m – масса подвижной части;

р – коэффициент успокоения, характеризующий вязкое трение;

n – податливость пружины;

х – перемещение подвижной части;

- скорость движения подвижной части.

Дифференциальное уравнение последовательного контура и параллельного:

Сравнение дифференциальных уравнений показывает, что механическая система может быть замещена как последовательным, так и параллельным контуром. В таблице приведены электрические аналоги механических параметров одного и другого контуров.

Механическая величина	Электрическая величина
	Последовательного контура	Параллельного контура
Сила F	ЭДС e	Ток i
Скорость v	Ток i	ЭДС e
Перемещение х	Заряд q	Магнитный поток Ф
Количество движения р	Магнитный поток Ф	Заряд q
Коэффициент успокоения	Сопротивление R	Проводимость
Масса m	L	C
Податливость n	1/C	1/L

Метод электромеханических аналогий широко применяется при расчете измерительных преобразователей. Для сопоставления элементов схемы нужно выбрать электрический аналог механической системы и определить коэффициент электромеханической связи.

Для последовательной схемы

для параллельной схемы

Элемент связи между реальной электрической цепью и электрическим аналогом механической системы представляет собой идеальный трансформатор с коэффициентом трансформации, равным . Особенность трансформатора – его коэффициент трансформации измеряется в Н/В или Н/А. Приведя все сопротивления и проводимости к первичной обмотке трансформатора, можно составить окончательную эквивалентную схему – электрическую схему замещения, которая отражает действительные свойства системы со стороны электрических зажимов.

Сущность метода эквивалентных схем или электрических схем замещения рассмотрим на примере преобразователей с электромагнитной и электростатической связью механической и электрической систем.