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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种超声换能器负载等效模型建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114297970B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111632628.X，技术领域涉及：G06F30/36；该发明授权一种超声换能器负载等效模型建模方法是由陈张平;赵兴红;孔亚广;赵晓东;张帆;黄娜;潘昊晨设计研发完成，并于2021-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超声换能器负载等效模型建模方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种超声换能器负载等效模型建模方法。本发明包括以下步骤S1、基于等效电路理论构建超声换能器机电等效模型；S2、将超声换能器机电等效模型输入到MATLAB仿真环境中；S3、通过比对方法，确定压力负载下超声换能器输入阻抗特性；S4、基于确定的输入阻抗特性，通过叉值映射法匹配该压力负载下的最优阻抗；S5、运用最小二乘法对超声换能器所加压力负载与最优阻抗进行曲线拟合。本发明通过叉值映射法找得动态压力负载下对应的最优阻抗，通过最小二乘法对系列数据进行拟合，得到最优函数关系式。基于此换能器压力负载与阻抗等效模型，仅需给定一压力，即可快速、准确得到阻抗。

本发明授权一种超声换能器负载等效模型建模方法在权利要求书中公布了：1.一种超声换能器负载等效模型建模方法，其特征在于该方法包括以下步骤： S1、基于等效电路理论构建超声换能器机电等效模型； S2、将超声换能器机电等效模型输入到MATLAB仿真环境中； S3、在MATLAB仿真环境下，通过比对方法，确定压力负载下超声换能器输入阻抗特性； S4、基于确定的输入阻抗特性，通过叉值映射法匹配该压力负载下的最优阻抗； S5、运用最小二乘法对超声换能器所加压力负载与最优阻抗进行曲线拟合； 其中所述叉值映射法如下： 由S3得到超声换能器在压力负载下输入阻抗呈容性特性，选择容性阻抗范围为0～1000-1000j进行分析；在MATLAB仿真环境中，将超声换能器的前后金属盖板及压电陶瓷晶堆相关参数信息作为基础信息输入，部件等效表达式作为计算部分输入，基于以上信息，计算得到超声换能器在所选容性阻抗范围内对应的系列负载特征参数值，并绘制出以负载特征参数值、容性阻抗实部和虚部构成的三维空间图，其中负载特征参数值为Z轴、容性阻抗实部为X轴和容性阻抗虚部为Y轴； 通过对超声换能器前盖板增加砝码重量为0～kN进行m组实验，测得m组负载特征参数数据，任意选取其中一组数据；选取施加F＝20N的压力时，根据PV520A阻抗分析仪测得的数据Fs＝20030.4Hz，F1＝19998.7Hz，R＝15.674Ω； 对所选施加20N力时阻抗仪测得的负载特征参数值在三维空间体系中各自做一个定值水平面，三个定值水平面分别对所绘的三维图形进行水平等值截面，得到三条相交曲线； 将由两个曲面相交得到的交叉曲线，一一映射到二维坐标系，得到三条映射曲线； 将通过映射得到的三条映射曲线进行合并，得到负载特征参数Fs、F1、R三条映射曲线相交所得的三个交点，即A、B、C三点；对三个交点做三角形的最大内切圆，得到内切圆的圆心D，此圆心值即可近似为超声换能器在所加压力负载对应的最优阻抗； 根据PV520A阻抗分析仪测得的m组数据，选取下一组数据，重复定值截面、映射相交曲线、合并交线、做内切圆，得到超声换能器在施加不同压力负载时对应的最优阻抗。

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