壓電陶瓷換能器電感與電容匹配特性研究

　　采用等效電路法 ， 推導了不同匹配條件下壓電換能器軍效阻抗與匹配參數(shù)公式 ， 并獲得了換能器的l佳電路匹配參數(shù) 。 結(jié)果表明 ， 利用所得公式 ， 可精l確計算出l佳匹配參數(shù) ， 從而有效提高壓電換能器的機電轉(zhuǎn)換效率。

　　阻抗匹配電路原理與應用

　　阻抗匹配基本原理與概念，阻抗匹配常見于各級放大電路之間，放大電路與負載之間，換能器價格，信號與傳輸電路之間。微波電路與系統(tǒng)的設計中，無論是有源還是無源，都必須考慮匹配問題，其根本原因是低頻電路中為電壓與電流，換能器生產(chǎn)，而高頻中導行電磁波不匹配就會發(fā)生嚴重的反射，損壞儀器和設備，文中闡述相應的解決方法。

聲學絕緣層，防止超聲能量傳至探頭外殼引起反射，造成對信號的干擾。保護層，用以保護振子不被磨損。由于保護層與振子和人體組織同時接觸，是介于振子與人體組織之間的一層物質(zhì)，要求保護層既要起到防止磨損，保護振子的功能，又要在傳遞超聲波中盡量沒有衰減，具有良好的透射功能；因此，要求保護層的聲阻抗接近人體組織的聲阻抗，并且具有既有耐磨性，又有良好的透射性的l佳厚度。保護層應該選擇衰減系數(shù)低并耐磨的材料，超聲換能器，并將保護層兼做為層間插入的聲阻抗?jié)u變層，其厚度應為λ/4。外殼作為探頭內(nèi)部材料的支承體，起支撐、容納、密封、絕緣、承壓、屏蔽及保護振子的作用，并用來固定電纜引線，殼體上通常標明該探頭的型號、標稱頻率。有時殼體內(nèi)還裝有阻抗變換器、前置放大器、阻尼電阻以及調(diào)節(jié)電感等附件。

性能參數(shù)換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，其性能描述和評價需要許多參數(shù). 換能器的特性參數(shù)包括共振頻率、頻帶寬度、機電耦合系數(shù)、電聲效率、機械品質(zhì)因數(shù)、阻抗特性、頻率特性、指向性、發(fā)射及接收靈敏度等等. 不同用途的換能器對性能參數(shù)的要求不同，例如，對于發(fā)射型換能器，要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉(zhuǎn)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(jù)具體的應用，對換能器的有關(guān)參數(shù)進行合理的設計.

為了確定換能器的工作狀態(tài)，必須求出它的機械振動系統(tǒng)的狀態(tài)方程式和電路系統(tǒng)狀態(tài)方程式.換能器機械系統(tǒng)的狀態(tài)方程式(簡稱為機械振動方程)是換能器處于工作狀態(tài)時，描寫它的機械振動系統(tǒng)的力和振速的關(guān)系式，而電路系統(tǒng)的狀態(tài)方程式(簡稱電路狀態(tài)方程式)是描寫電路系統(tǒng)的振動特性的. 由于換能器的機械系統(tǒng)和電路系統(tǒng)是互相耦合的，所以機械系統(tǒng)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(tǒng)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.

由上述換能器的三組基本關(guān)系式，可以對應地作出換能器三種形式的等效圖. 第l一種是等效機械圖，無錫換能器，將換能器等效為一個純機械系統(tǒng)的等效圖;第二種是把機械一邊的元件和參量，通過機電轉(zhuǎn)換化為電路一邊的元件和參量，即把一個換能器等效為一個純電路系統(tǒng)，稱此為等效電路圖;第三種稱為等效機電圖，同時包含電路一邊和機械一邊的等效圖. 利用這些等效圖可以簡便地求出換能器的若干重要的性能指標.

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