换能器的基础知识

换能器是什么呢?

换能器（也称为有源传感器），顾名思义，就是实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置。也可以这么理解，换能器就是用于实现不同形式的能量相互转换的仪器或器件。换能器是超声波设备的核心器件，换能器的特性参数决定着整个设备的性能。

换能器的性能参数是什么呢？

换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数. 换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等。不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等。所以,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计。

为了确定换能器的工作状态,必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式。换能器机械系统的状态方程式(也可以称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力和振速的关系式,而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的. 由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡,而电路的变化也会影响到机械系统的振动,因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性。

由上述换能器的三组基本关系式,可以对应地作出换能器三种形式的等效图。第 一种是等效机械图,将换能器等效为一个纯机械系统的等效图;第二种是把机械一边的元件和参量,通

过机电转换化为电路一边的元件和参量,也就是把一个换能器等效为一个纯电路系统,称此为等效电路图。第三种称为等效机电图,同时包含电路一边和机械一边的等效图。利用这些等效

图可以简便地求出换能器的若干重要的性能指标。

 换能器的分类有哪些呢？

按组成换能器的压电元件形状可以分为薄板形, 圆片形, 圆环形, 圆 管形, 圆棒形, 薄壳球形, 压电薄膜等。

按伸缩振动的方向可以分为厚度, 切向, 纵向, 径向等。

按振动模式可以分为伸缩振动, 弯曲振动, 扭转振动等。

按压电转换方式可以分为发射型(电-声转换), 接收型 ( 声-电转换) , 收发兼用型等。

按传播介质可以分为液介,固介,气介等。

以上就是换能器的相关知识介绍，希望对您有帮助。点击链接------>超声波换能器