第八章超声波电机(当超声波频率与压电换能器系

1. 当超声波频率与压电换能器系统的

超声波转接板是超声波焊接机的核心部件，犹如汽车的发动机。是将超声波发生器输出的高频电能或磁能转换成同频率的机械振动。超声波换能器分为两种，一种是磁致伸缩换能器，一种是压电陶瓷换能器。

超声波转接板的原理和作用是超声波换能器是一种在超声波频率下产生谐振的压电陶瓷，通过材料的压电效应将电信号转化为机械振动。超声波换能器是一种能量转换器件，它的作用是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）然后传递出去，消耗自身功率的一小部分。

2. 压电换能器产生超声波的原理是

动力能量：电能。

　　作业输出能量：超声波能量（超声波振动，机械动能）。

原理：

　　　将电能转换为超声波能量，作用于作业接面，超声波能量使作业接面在高频振动下摩擦生热，作业接面呈现熔融状态，作业接面处物质分子形态活跃，碰撞渗透熔融结合。

换能器：

　　换能器是实现超声波焊接原理的组件，内置由陶瓷晶片和传动头构成，磁伸缩是换能器的作业原理，电流在换能器内部形成电磁震荡作用于压电陶瓷片，由金属头将压电陶瓷片的振动传输给调幅器。

　　换能器可以说是直接实现超声波焊接原理的功能组件。

　　调幅器：

调幅器可控制扩大换能器输出超声波能量的振幅，最终增加超声波能量的输出。

3. 不属于超声波换能器工作原理的是

基本是这样，没有发生装置，换能器怎么工作呢，用的时候，功率，频率还要匹配，要用专门的发生器装置，比如清洗和焊接的就不能混用。

4. 将超声换能器调节至谐振状态的目的是什么

超声换能器一般由压电晶体材料加工制成，压电晶体的尺度决定压电晶体的谐振频率，当输入的电频率与其谐振频率相同时，产生的声波能量达到最大值！小于或大于这个频率后，产生的声波能量将下降；超声换能器发射的声波频率与输入的电流频率相同，极大值出现在谐振频率处；

5. 研究压电换能器测量超声波频率的原理

原理：超声波物位计是利用回声测距的原理进行测量的。超声探头是根据压电元件的压电效应原理制造成换能器,包括发射器和接收器两部分。超声波的补偿方法主要有:温度补偿和设置校正具。

 影响超声波物位计测量精度的主要因素是超声波在介质中传播的速度与介质密度有关,而密度有时介质温度计压力的函数,尤其是温度变化时,声速变化较大,使测量误差增大,因此实际测量中必须对声速进行校正。

6. 压电式超声波换能器包括

一、优点：超声波具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

二、 缺点：由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用超声波传感器功率较小，工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。

灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。1、现在的超声波传感器频率都相对固定，例如40KHz的传感器，只能用在38-42KHz上，其它频率的也类似，目前几乎见不到频域范围广的传感器，例如40KHz~500KHz这样的产品；2、驱动电压较高，一般100Vp-p到1500Vp-p之间，在很多低压设备上需要脉冲变压器升压，但也会随之带来一些复杂问题。如果有3~5V低压驱动（较大功率）的传感器就更好了；3、灵敏度，最好能再高一些

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