超声探头句光宇1、超声波传感器工作的原理1）压电效应某些晶体材料受到外力作用时，不仅发生变形，而且内部被极化表面产生电荷；当外力去掉后，又回到原来状态，这种现象称为压电效应。在自然界中大多数晶体具有压电效应，但压电效应十分微弱。随着对材料的深入研究，发现石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等材料是性能优良的压电材料。•正压电效应:■一些晶体结构的材料，当沿着一定方向受到外力作用时，内部产生极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；■而当外力去掉后，又恢复不带电的状态；■当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；■晶体受作用力产生的电荷量与外力的大小成正比，这种机械能转换为电能的现象称为正压电效应。•逆压电效应:■如果给晶体施加以交变电场，晶体本身则产生机械变形，这种现象称为逆压电效应,又称电致伸缩效应。■压电效应具有可逆性。机8.—崔压电元件压电效应可逆性2）石英与压电陶瓷的压电效应机理压电式超声波传感器（超声波探头）是利用压电元件的逆压电效应，将高频交变电场转换成高频机械振动而产生超声波（发射探头）；再利用正压电效应将超声振动波转换成电信号（接收探头）。发射探头和接收探头结构基本相同，有时可用一个探头完成两种任务.•石英晶体的压电效应X 轴:电轴或 1 轴；Y 轴:机械轴或 2 轴；z 轴：光轴或 3 轴。♦“纵向压电效应”：沿电轴（X 轴）方向的力作用下产生电荷♦“横向压电效应〃:沿机械轴（Y 轴）方向的力作用下产生电荷♦在光轴（Z 轴）方向时则不产生压电效应。■当沿 X 轴方向加作用力 Fx 时，贝 y 在与 X 轴垂直的平面上产生电荷Q=d11•Fdll——压电系数（C/N）x11x■作用力是沿着 y 轴方向电荷仍在与 x 轴垂直的平面Q=d-F=-d-F（d=-d）x12by11by1211■切片上电荷的符号与受力方向的关系■切片上电荷的符号与受力方向的关系:♦正负电荷是互相平衡的，所以外部没有带电现象。♦在 X 轴方向压缩，表面 A 上呈现负电荷、B 表面呈现正电荷。♦沿 Y 轴方向压缩，在 A 和 B 表面上分别呈现正电荷和负电荷.zVt：——J[—■—(a)++1++III⑹（0（d）图（a）是在 X 轴方向受压力，图（b）是在 X 轴方向受拉力，图（c）是在 Y 轴方向受压力，图（d）是在 Y 轴方向受拉力.(a)(b)(c)束缚自由电•压电陶瓷的压电效应■人工制造的多晶体,压电机理与压电晶体不同。■压电陶瓷的压电效应压电陶瓷片内束缚电荷与电极上吸附的自由电荷示...
