換能器，也稱有源傳感器，是實現電能、機械能或聲能從一種形式的能量轉換為另一種形式的能量的裝置。換能器，是指電能和聲能相互轉換的器件。在回聲測深儀、多普勒計程儀和聲相關計程儀中使用。將電能轉換成聲能的稱為發射換能器；將聲能轉換成電能的是接收換能器。發射和接收換能器通常是分開使用的，但也可以共用一個。換能器的主要性能指標有：工作頻率、頻帶寬度、電聲頻度、諧振頻率時的阻抗、指向性（發射波束寬度）和靈敏度等。按物理特性和使用材料的不同，換能器可分為兩類：磁致伸縮換能器和電致伸縮換能器。

換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類。

元件形狀

按組成換能器的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;

振動模式

按振動模式分為伸縮振動, 彎曲振動, 扭轉振動等;

振動方向

按伸縮振動的方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;

壓電轉換方式

按壓電轉換方式分為發射型 ( 電-聲轉換) , 接收型 ( 聲-電轉換) , 收發兼用型等。

傳播介質

按傳播介質分為液介, 固介, 氣介等。

換能器是一種能量轉換器件，其性能描述和評價需要許多參數。換能器的特性參數包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數、電聲效率、機械品質因數、阻抗特性、頻率特性、指向性、發射及接收靈敏度等等。不同用途的換能器對性能參數的要求不同，例如，對于發射型換能器，要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉換效率；而對于接收型換能器，則要求寬的頻帶和高的靈敏度及分辨率等。因此，在換能器的具體設計過程中，必須根據具體的應用，對換能器的有關參數進行合理的設計。

為了確定換能器的工作狀態，必須求出它的機械振動系統的狀態方程式和電路系統狀態方程式。換能器機械系統的狀態方程式(簡稱為機械振動方程)是換能器處于工作狀態時，描寫它的機械振動系統的力和振速的關系式，而電路系統的狀態方程式(簡稱電路狀態方程式)是描寫電路系統的振動特性的。由于換能器的機械系統和電路系統是互相耦合的，所以機械系統的振動會影響到電路的平衡，而電路的變化也會影響到機械系統的振動，因此我們總是利用這些方程組分析、討論換能器的工作特性。

超聲波是通過換能器將高頻電能轉換為機械振動。換能器的特性取決與選材和制作工藝，同樣尺寸外形的換能器的性能和使用壽命是千差萬別的。常用的大功率超聲波換能器，應用于超聲波塑料焊接機、超聲波金屬焊接機、各種手持式超聲波工具、連續工作的超聲波乳化均質器、霧化器、超聲波雕刻機等設備。常用的 15KHz 20KHz 28KHz 35KHz 40KHz 55KHz 70KHz等產品 還可以根據客戶特殊要求設計制作非標換能器，以滿足各種需求。

磁致伸縮有片換能器和鐵氧體換能器。

最成熟可靠的是以壓電效應實現電能與聲能相互轉換的器件，稱為壓電換能器。

壓電效應將電信號轉換為機械振動。這種換能器電聲轉換效率高，原材料價格便宜，制作方便，也不容易老化。

常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。

壓電換能器的應用十分廣泛，它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。

參考資料 >

標簽： 換能器原理 換能器的工作原理 換能器是什么東西