The electromechanical impedance (EMI) method is a promising technique for the sake of structural health monitoring. This method measures the electrical admittance of a piezoelectric transducer attached to a host structure. If the mechanical admittance of the host structure is retrieved from the measured electrical admittance, more information about the host structure can be obtained. For this purpose, an accurate analytical closed-form expression relating the electrical admittance of a piezoelectric transducer to the mechanical admittance of a host structure is needed. Although such expression is available in literature for a circular piezoelectric transducer (CPT), the authors found it erroneous. In this work, closed-form expressions of the mechanical impedance of a free CPT and the electrical admittance of a CPT attached to a host structure are re-defined. Following, the latter is validated by comparing its result with that of an experiment. Successful use of such expressions demands accurate values of the material properties of the transducer. Hereto an analytical-experimental procedure for material calibration of a CPT is proposed. Next, the procedure of detecting the natural frequencies of a host structure using the EMI method is discussed. Using 3D numerical simulations, it is demonstrated that some of the natural frequencies cannot be detected. In essence, the corresponding mode shapes of those natural frequencies impose a deformation onto a CPT which generates a non-significant electric charge.

机电阻抗（EMI）方法是一种用于结构健康监测的有前途的技术。该方法测量附着在主体结构上的压电换能器的电导纳。如果从测量的电导纳中检索主体结构的机械导纳，则可以获得有关主体结构的更多信息。为此，需要一个准确的解析闭合形式表达式，将压电换能器的电导纳与主体结构的机械导纳联系起来。尽管这种表达在圆形压电换能器 (CPT) 的文献中可用，但作者发现它是错误的。在这项工作中，重新定义了自由 CPT 的机械阻抗和连接到主体结构的 CPT 的电导纳的闭式表达式。接下来，通过将其结果与实验结果进行比较来验证后者。成功使用此类表达式需要传感器材料特性的准确值。在此提出了一种用于 CPT 材料校准的分析实验程序。接下来，讨论使用 EMI 方法检测主体结构的固有频率的过程。使用 3D 数值模拟表明，无法检测到某些固有频率。本质上，这些固有频率的相应模态振型对 CPT 施加了变形，从而产生了不显着的电荷。后者通过将其结果与实验结果进行比较来验证。成功使用此类表达式需要传感器材料特性的准确值。在此提出了一种用于 CPT 材料校准的分析实验程序。接下来，讨论使用 EMI 方法检测主体结构的固有频率的过程。使用 3D 数值模拟表明，无法检测到某些固有频率。本质上，这些固有频率的相应模式振型将变形施加到 CPT 上，从而产生不显着的电荷。后者通过将其结果与实验结果进行比较来验证。成功使用此类表达式需要传感器材料特性的准确值。在此提出了一种用于 CPT 材料校准的分析实验程序。接下来，讨论使用 EMI 方法检测主体结构的固有频率的过程。使用 3D 数值模拟表明，无法检测到某些固有频率。本质上，这些固有频率的相应模态振型对 CPT 施加了变形，从而产生了不显着的电荷。在此提出了一种用于 CPT 材料校准的分析实验程序。接下来，讨论使用 EMI 方法检测主体结构的固有频率的过程。使用 3D 数值模拟表明，无法检测到某些固有频率。本质上，这些固有频率的相应模态振型对 CPT 施加了变形，从而产生了不显着的电荷。在此提出了一种用于 CPT 材料校准的分析实验程序。接下来，讨论使用 EMI 方法检测主体结构的固有频率的过程。使用 3D 数值模拟表明，无法检测到某些固有频率。本质上，这些固有频率的相应模态振型对 CPT 施加了变形，从而产生了不显着的电荷。