超声电机用途

一、超声电机用途

1.两者原理不同：电动牙刷是用高速马达使得刷头旋转及震动以达到洁牙的效果，而超声波牙刷是利用超声波能量在牙周的空化效应达到清除牙周的病菌和不洁物的，

2.两者清洁范围不同。超声波牙刷其清洁范围能覆盖牙周各个部位，但是电动牙刷的范围要小。

3.两者的作用效果不同，超声波的效果要好于电动牙刷。超声波能量通过刷头的刷毛传递到牙齿和牙龈表面，一方面松动菌斑、牙垢和细小的牙石和牙齿的粘合，破坏细菌在龈袋及牙面各隐藏处里的寄生繁殖。

二、直线超声波电机工作原理

超声波遥控电扇变速器工作原理及电路图

UCM—T40K1 UCM—R40K1 压电陶瓷超声波传感器

一、压电陶瓷超声波换能器（超声波传感器）体积小，灵敏度高、性能可靠、价格低廉，是遥控、遥测、报警等电子装置最理想的电子器件、用此换能器构成的超声波遥控开关，可使家电产品、电子玩具加速更新 换代，提高市场竞争能力。

二、技术参数

灵敏度：≥—70dB / V / ubar

谐振频率：40KHZ±1KHZ（UCM—T40K1·发射用）

38KHZ±1KHZ（UCM—R40K1·接收用）

频 带 宽：2KHZ±0.5KHZ

外形尺寸：∮16mm×22.5mm

三、使用环境

温 度：—20℃~ + 60 ℃ 相对湿度：20 ± 5℃时达98%

四、使用注意事项

两接线脚焊接时间不宜过长，以免器件内之焊点溶化脱焊及造成底座与接线脚之间松动。

不宜与腐蚀性物质接触

1、超声波遥控电灯开关

这种遥控开关，电路简单，且免调试，非常适合初学者制作。

一、工作原理

为发射电路。电路采用分立器件构成，VT1和VT2以及R1~ R4、C1、C2构成自激多谐振荡器，超声发射器件B被联接在VT1和VT2的集电极回路中，以推挽形式工作，回路时间常由R1、C1和R4、C2确定。超声发射器件B的共振频率使多谐振荡电路触发。因此，本电路可工作在最佳频率上。

(图2)为接收电路，结型场效应VT1构成高输入阻抗放大器，能够很好地与超声接收器件B相匹配，可获得较高接收灵敏度及选频特性。VT1采用自给偏压方式，改变R3即可改变VT1的表态工作点，超声接收器件B将接收到的超声波转换为相应的电信号，经VT1和VT2两极放大后，再经VD1和VD2进行半波整流变为直流信号，由C3积分后作用于VT3和基极，使VT3由截止变为导通，其集电极输出负脉冲，触发器JK触发D，使其翻转。JK触发器Q端的电平直接驱动继电器K，使K吸合或释放。由继电器K的触点控制电路的开关。

二、元件选用

发射电路中，VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶体管，≥100。超声发射器件用SE05—40T，电源GB采用一块9V叠层电池,以减小发射器体积和重量。

接收电路中，VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率结型场效应晶体管。VT2~ VT3用CS9013，≥100。VD1和VD2用IN4148。JK触发器263B。超声接收器件用SE05—40R，与SE05—40T配对使用。继电器K用HG4310型。

超声波遥控电扇变速器

一、工作原理

(图3)为发射电路。它采用的是国产蝙蝠牌FS—A5A型电风扇的遥控发射器。这种发射器具有体积小、耗电省、工作可靠、电路简单等特点。在使用时，每按一下发射键，发射器发出约为500ms的40KHZ的超声波。发射电路的工作原理如下。

VT2和VT3构成直接耦合正反馈振荡电路，B为40KHz超声发射器件，并兼振荡电路反馈先频元件。因此，此电路可准确地振荡于超声发射器件的中心频率40KHZ。VT1和R2、C1组成500ms延时电路。R1、VD1是C1的放电通路，当按下发射键S时，VT2构成的振荡电路工作，发出超声波，同时，电源通过R2向C1充电，当C1上的电位充到1.4V时(约经过500ms),VT1导通,VT2基极以及VT3集电极电位下降为0.3V左右,振荡器停止工作,当松开发射键S时,C1通过VD1和R1迅速放电,为下一次发射作好准备.VD3和R4构成发射指示电路,当按发射键时,VD3发光。

(图4)为接收电路。CMOS非门D1~ D3由R1偏置为线性放大器，总增益可达60bB以上，由于CMOS电路的输入阻抗较高，故能够很好与超声接收器件匹配。放大后的信号由C1耦合给锁相环译码器LM567的输入端3脚。当输入信号的频率落在其中心频率上时，LM567的逻辑输出端8脚由高电平变为低电平。

使用ＬＭ５６７和CD4017的接收电路

三、直线型超声电机

频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

四、直线超声波电机触点椭圆运动轨迹原理

与传统的电机不同，超声波电机无绕组和磁极，无需通过电磁作用产生运动力。一般由振动体(相当于传统电机中的定子，由压电陶瓷和金属弹性材料制成)和移动体(相当于传统电机中的转子，由弹性体和摩擦材料及塑料等制成)组成。在振动体的压电陶瓷振子上加高频交流电压时，利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声频段(频率为20KHZ以上)产生微观机械振动。并将这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。

实现超声波驱动有两个前提条件：首先，需在定子表面激励出稳态的质点椭圆运动轨迹；其次，将定子表面质点水平方向的微观运动转换成转子的宏观运动或平动。第一个前提条件对应着机电能量转换，利用逆压电效应由电能转化成机械振动能：第二个前提条件对应着运动形式转化，往往通过定转子间的摩擦力来实现，近年来亦有通过气体或液体为中间介质接触为非接触型超声波电机，也称为声悬浮超声波电机。从超声电机的工作原理可见，其正常工作离不开两个能量转换作用：机电转换作用和摩擦转换作用。机电转换作用是指压电陶瓷的逆压电效应，即对压电陶瓷振子加高频振荡电流，使它以超声波的频率振动。摩擦转换作用是指弹性体(定子与压电陶瓷的合称)的振动经过定子与转子工作面间的摩擦作用转化成转子的直线运动或旋转运动。要保证大力矩输出、止动性好，必须满足的条件就是有效足够的机电转换作用和有效稳定的摩擦转换作用。

五、直线超声波电机原理

超声波是指频率超过人类听力上限 20 kHz 的声波。超声波产生的原理是通过特殊的电子设备，将电能转换成机械振动，经过高频振荡后发射出去。具体的原理如下：

1. 压电效应：使用压电晶体（例如石英晶体）时，当电场施加在其表面上时，它会产生变形，从而产生机械振动。反过来，当晶体被外力振动时，也会在表面上产生电场。

2. 换能器：将压电晶体嵌入一定形状的金属壳内，形成换能器。当换能器中的压电晶体受到电信号激励后，就会产生机械振动，并将这种机械振动通过金属壳传递出来，向空气发射超声波。

3. 高频振荡：超声波的频率通常在 20 kHz 到 10 MHz 之间。为了产生这样高频的振荡，需要使用具有高稳定性的稳压电源、高精度的晶振等高精密电子元器件。

4. 超声波传播：在物质介质中，声波的传播速度与该介质的特性有关。超声波能够通过固体、液体和气体等不同介质，产生弹性波、压缩波等不同波形。

总之，超声波的产生依赖于特殊的换能器和高精密的电子元器件，可以应用于医疗、检测、清洁等多个领域。

六、超声电机的缺点

中国超声电机处于世界先进水平，用于尖端科技

七、直线超声波电机接线图

1.准备工具

氩弧焊、十号内六角扳手、铬铁锡线、2.5平方高温线、2*2.5电缆线适量、振子胶、（剥线钳，套管，扎带，喷砂机，管件等）。

2.焊接螺钉

计算好振子排布位置，在清理好的位置上焊接螺钉，然后将螺钉周围清理干净，务必使其平整，以免影响振子安装。

3.胶水配置

将胶水按规定比例搅拌均匀。(美瑞、爱牢达、4030胶水粘结前混合，KMD398胶水在粘结过程中混合)。

4.安装振头

将胶水均匀的涂抹在超声波振子底部，轻轻拧动把换能器底部和缸底接触面间空气和多余胶水挤压出来，使振子更紧密的和不锈钢结合为一个整体。

5.固化凝结

放在室温相对高的地方固化，4-8小时可接线，24小时后可通电试机，试机绝对不允许空振。

八、超声电机优点

超声电机（Ultrasonic Motor或简写为USM）技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合的新技术。

超声电机不像传统的电机那样，利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩。

九、超声电机的工作原理

步进马达和超声波镜头各有其特点，选择哪个更好要根据具体应用场景和需求来决定。

步进马达是一种将电能转换为机械运动的驱动器，具有低噪音、高精度、高响应速度等优点，适用于高速、高精度的场合。它的运行频率通常在几百至几千赫兹之间，可以实现高速、高精度的控制。步进马达通常需要精密的电机控制技术，因此在高精度、高速度的应用中，需要使用专业的驱动器和控制软件。

超声波镜头是一种利用超声波原理实现物体成像的镜头，具有分辨率高、速度快、测量准确等特点。超声波镜头通常具有良好的定位精度和角度分辨率，可以实现高速、高精度的物体成像和测量。超声波镜头在医疗、工业、科研等领域中有广泛的应用，例如内窥镜、测量仪器等。

因此，选择步进马达还是超声波镜头要根据具体应用场景和需求来决定。如果需要实现高速、高精度的控制，并且对控制精度和响应速度有较高要求，那么步进马达是更好的选择；如果需要实现高分辨率、高速度的物体成像和测量，并且对测量准确度和分辨率有较高要求，那么超声波镜头是更好的选择。此外，使用环境、使用要求等因素也会影响选择，需要根据个人情况来决定。

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