超声波换能器的常见问题

振动传感器能承受的G值，依制造材料 / 技术而有所区别，一般来说10,000G是没有问题的
振动传感器按其功能可有以下几种分类方法： 按机械接收原理分：相对式、惯性式； 按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式； 按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。
1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。 相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。
2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
5、惯性式电动传感器 惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。 根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx&r 式中B为磁通密度，l为线圈在磁场内的有效长度， r x&为线圈在磁场中的相对速度。 从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动时，所感生的电动势与线圈切割磁力线的速度成正比。因此就传感器的输出信号来说，感应电动势是同被测振动速度成正比的，所以它实际上是一个速度传感器。
6、压电式加速度传感器 压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体（如人工极化陶瓷、压电石英晶体等，不同的压电材料具有不同的压电系数，一般都可以在压电材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能（力，变形）到电能（电荷，电场）的变换称为正压电效应。而从电能（电场，电压）到机械能（变形，力）的变换称为逆压电效应。 因此利用晶体的压电效应，可以制成测力传感器，在振动测量中，由于压电晶体所受的力是惯性质量块的牵连惯性力，所产生的电荷数与加速度大小成正比，所以压电式传感器是加速度传感器。
7、压电式力传感器 在振动试验中，除了测量振动，还经常需要测量对试件施加的动态激振力。压电式力传感器具有频率范围宽、动态范围大、体积小和重量轻等优点，因而获得广泛应用。压电式力传感器的工作原理是利用压电晶体的压电效应，即压电式力传感器的输出电荷信号与外力成正比。
8、阻抗头 阻抗头是一种综合性传感器。它集压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体，其作用是在力传递点测量激振力的同时测量该点的运动响应。因此阻抗头由两部分组成，一部分是力传感器，另一部分是加速度传感器，它的优点是，保证测量点的响应就是激振点的响应。使用时将小头（测力端）连向结构，大头（测量加速度）与激振器的施力杆相连。从“力信号输出端”测量激振力的信号，从“加速度信号输出端”测量加速度的响应信号。 注意，阻抗头一般只能承受轻载荷，因而只可以用于轻型的结构、机械部件以及材料试样的测量。无论是力传感器还是阻抗头，其信号转换组件都是压电晶体，因而其测量线路均应是电压放大器或电荷放大器。
9、电阻应变式传感器 电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感组件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感组件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式的传感器。 电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。

压电式超声波换能器原理
超声波换能器，本身就是频率与其谐振频率同样的压电陶瓷片，运用的是原材料的压电效应将电能转换为机械振动。通常情况下，一般由超声波发生器造成超声波，经超声波换能器把它转换成机械振动，再经过超声波导出来设备、超声波接收装置便能造成超声波。

超声波换能器的应用：
超声波清洗机充分利用超声波在清洁液中逐渐地开展散播来清洗物件上的污渍，其超声波振动频率就是由超声波换能器所决定的，可以根据清洗物来设置不一样的频率从而达到清洗的目的。
超声波焊接机充分利用超声波换能器造成超声波振动，振动造成摩擦促使焊区局部熔化从而接拼在一起。
超声波马达中并不添加超声波换能器，仅仅把它定子类似为换能器，充分利用逆压电效应造成超声波振动，根据定子与转子的摩擦从而带动转子转动。

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面包板做实验，就是按电路图正确的插上原件，并连上电源即可。
但这有个条件，相关的电子元件的作用、原理、基础电路等。
有了电脑网络，它带给人的方便，快捷。
学习方法可以灵活多样，首先选一本基础的书，也可以从网络下载，这个可以使学习有个循序渐进的顺序。
同时更重要的是实践，这个实践，可以是实物，也可以仿真，当然仿真更理想，一个是节约成本，另一个简单易行，当然最好两者皆有。
一、什么是＂面包板＂？
1、面包板的构造
面包板即＂集成电路实验板＂，就是一种插件板，此＂板＂上具有若干小型＂插座
（孔）＂．在进行电路实验时，可以根据电路连接要求，在相应孔内插入电子元器件的引
脚以及导线等，使其与孔内弹性接触簧片接触，由此连接成所需的实验电路。图
1为SYB—118为4行59列，每条金属簧片上有5个插孔，因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起。簧片之间在电气上彼此绝缘。插孔间及簧片间的距离均与双列直插式（DIP）集成电路管脚的标准间距254mm相同，因而适于插入各种数字集成电路。
2面包板使用注意事项
插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为
04～06mm，即比大头针的直径略微细一点。元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力，在面包板倒置时，元器件应能被簧片夹住而不脱落。面包板应该在通风、干燥处存放，特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。要保持面包板清洁，焊接过的元器件不要插在面包板上。
3面包板实验套材
电子控制电路基本实验所用的元器件包括：电池组2组（3V、6V，带电池卡、电极引线）。面包板（SYB-130或118、SYB—46型）。电阻器27只（47Ω、100Ω、390Ω×8、1kΩ×6、22kΩ×5、33kΩ、10kΩ、15kΩ、47kΩ、330kΩ、22MΩ），小型直滑电位器（47kΩ），电容器7只（1000pF、0022μF、47μF、100μF×2，220μF×2）。光敏电阻器（MG45-1），光电二极管，开关二极管（1N4148），发光二极管4只（红、绿、黄、橙），三极管4只（8050、9013×2、9014），数码管（LC5011）。数字集成电1块（74LS00、74LS02、74LS04、74LS08、74LS32、74LS73、74LS74、74LS86、4511、4518）。继电器（JRC-21F），双金属复片（启辉器），磁控开关1套（条形铁、干簧管开关），压电陶瓷片（φ27mm，带共鸣壳体），电子蜂鸣器（3V或6V），小电灯
1个（38V），玩具直流电动机（3V，带小螺旋桨）。接钮开关2个，导线若干和元器盘。此外，还需要准备常用的工具，如镊子、桃形钳和一字小改锥，自选实验所需添加的一些元器件等。
二、面包板实验入门
实验是通向科学成功的桥梁，正是由于实验造就了19世纪最伟大的实验物理学家、实验大师M·法拉第，为近代物理的发展奠定了基础。在了解面包板的构造之后，通过面包板
电路搭接实验来了解其使用的方法。
1省电指示灯电路
2为省电指示灯电路：
它由电池组GB（6V）、按钮开关SB、限流电阻器R（390Ω）、红色发光二极管和导线组成。电池组用4节5号电池串联而成，开关选用电铃按钮开关，接线用1芯导线，电阻器上面的四条色环为橙色、白色、棕色及金色，标称阻值为390Ω，允许偏差±5 ％。发光二
极管采用直径3mm的红色发光二极管。限流电阻器R为390Ω时，发光二极管中电流约10mA，亮度已经很高了。如用高亮度发光二极管，限流电阻器可以适当加大（1k～39kΩ），工作电流仅为1～3mA，成为名副其实的省电指示灯电路。
2省电指示灯电路很简单，在面包板上搭接电路却是新的尝试，需要掌握在面包板上连接电路的方法，了解电阻器和发光二极管的使用方法，迈出面包板电路实验的第一步。建议初学者使用SYB—46型面包板，示范连接方法进行实验。常见的错误是把电阻器、发光二极管的两条管脚插在同一列的5个方孔内造成短路，或者发光二极管正负极管脚接反。
在初步掌握省电指示灯电路面包板连接后，不妨在电路中再串联一只发光二极管，
所示的两种不同的串联方法。注意：这两个电路的区别！