为什么超声波传感器中心频率越高,测距越短

压电陶瓷片是一种电声换能器，既可将声波或超声波的机械能转换成电信号，亦可将电信号转换成声波或超声波。

压电超声探头的原理有点像雷达，压电陶瓷片在某一时刻发出超声波，超声波碰到物体后反射回来，探头转换成接收模式，将反射回来的超声波转换成电压信号。超声波的频率及被探测物体的质量变化将导致探头的输出信号的变化。现代压电超声探头由两组压电陶瓷片组成，在某一时刻一组压电陶瓷片发出超声波，而另一组压电陶瓷片接收超声波。

压电陶瓷片的谐振频率与其尺寸，厚度及材料有关，一般来讲较小，较厚及较硬的压电陶瓷片有较高的谐振频率。对超声波来讲应大于20kHz。

希望以上解释有帮助。

本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换。它主要由压电陶瓷环片、轻金属铅（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（如铁）组成。压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成。在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压，它就会按正弦规律发生纵向伸缩，从而发出超声波。同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转化为电信号。压电陶瓷换能器在声—电转化过程中信号频率保持不变。

S1作为声波发射器，它把电信号转化为声波信号向空间发射。S2是信号接收器，它把接收到的声波信号转化为电信号供观察。其中S1是固定的，而S2可以左右移动。

由波动理论得知，声波的传播速度v与声波频率 和波长 之间的关系为 。所以只要测出声波的频率和波长，就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出，波长则可用共振法和相位比较法进行测量。时差法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度。

声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。对超声波（频率超过2×104Hz的声波）传播速度的测量在超声波测距、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测定，可以了解媒质的特性或状态变化。例如，测量氯气（气体）、蔗糖（溶液）的浓度、氯丁橡胶乳液的密度以及输油管中不同油品的分界面等等，这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。可见，声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。同时，通过液体中声速的测量，了解水下声纳技术应用的基本概念。

压电陶瓷的厚度对超声电机的性能有着重要的影响。一般来说，压电陶瓷的厚度越大，其产生的振动能量就越大，从而可以驱动更大的负载。但是，压电陶瓷的厚度也不能无限制地增加，因为过大的厚度会导致振动频率降低，从而影响超声电机的工作效率。

因此，在设计超声电机时，需要根据具体的应用需求来选择合适的压电陶瓷厚度。一般来说，压电陶瓷的厚度应该在几百微米到几毫米之间。此外，还需要考虑压电陶瓷的材料、尺寸、形状等因素，以及电极的设计等因素，来优化超声电机的性能。

总之，压电陶瓷的厚度是超声电机设计中需要考虑的重要因素之一，需要根据具体的应用需求来选择合适的厚度，以达到最佳的性能表现。

其质量的测试方法如下：

第一种方法：将万用表的量程开关拨到直流电压2.5V挡，左手拇指与食指轻轻捏住压电陶瓷片的两面，右手持万用表的表笔，红表笔接金属片，黑表笔横放陶瓷表面上，然后左手稍用力压一下，随后又松一下，这样在压电陶瓷片上产生两个极性相反的电压信号，使万用表的指针先向右摆，接着回零，随后向左摆一下，摆幅约为0.1一0.15V，摆幅越大，说明灵敏度越高。若万用表指针静止不动，说明内部漏电或破损。

切记不可用湿手捏压电片，测试时万用表不可用交流电压挡，否则观察不到指针摆动，且测试之前最好用R×l0k挡，测其绝缘电阻应为无穷大。

第二种方法：用R×10k挡测两极电阻，正常时应为∞,然后轻轻敲击陶瓷片，指针应略微摆动。

采纳吧，，

换能器陶瓷片问题只是造成零飘的原因之一，其它原因也会造成流量计零飘。

超声波流量计的测量原理、测量形式、传感器结构、测量电路 都不止一种。产生零飘的原因也是多方面的。

早期的超声波流量计，测量不准的原因中，传感器所占比重较大。

仅就传感器（换能器）来说：

时差、频差法测量，要求两只（一对）传感器的收发频率的性能基本一致，如果发生不同步的性能改变，就会造成零飘。而这种性能改变不仅和换能陶瓷有关，和安装方式、管道特性等也有关系。例如：管道内集气、结垢，外装传感器受温度影响变形、传导胶脂干涸 等等。

多普勒式测量，同样会受到安装方式、管道特性的影响。

功率放大器从设备的兼容性、操作互通性的考虑，具有完整的输出保护电路（输出过流、过压保护），可配套任意品牌和型号的信号发生器，进行连接从而快速的搭建实验测试平台，可灵活控制输出电压和功率，最大输出18A的大电流，1600Vpp的电压，频率范围DC-24MHz。

功率放大器应用：电子类教学实验、超声波探伤、EMC信号加注、压电元件的驱动、磁性材料的磁化特性(B-H曲线)测量等。