為了確定換能器的工作狀態(tài),必須求出它的機(jī)械振動(dòng)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(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)方程式(簡(jiǎn)稱為機(jī)械振動(dòng)方程)是換能器處于工作狀態(tài)時(shí),描寫(xiě)它的機(jī)械振動(dòng)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(jiǎn)稱電路狀態(tài)方程式)是描寫(xiě)電路系統(tǒng)的振動(dòng)特性的. 由于換能器的機(jī)械系統(tǒng)和電路系統(tǒng)是互相耦合的,所以機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)會(huì)影響到電路的平衡,而電路的變化也會(huì)影響到機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng),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.

聲納工作原理 聲波是觀察和測(cè)量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一詞作為名詞是“聲”的意思，作為動(dòng)詞就有“探測(cè)”的意思，可見(jiàn)聲與探測(cè)關(guān)系之緊密。 在水中進(jìn)行觀察和測(cè)量，具有得天獨(dú)厚條件的只有聲波。這是由于其他探測(cè)手段的作用距離都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在清澈的海水中，人們也只能看到十幾米到幾十米內(nèi)的物體；電磁波在水中也衰減太快，而且波長(zhǎng)越短，損失越大，即使用大功率的低頻電磁波，也只能傳播幾十米。然而，聲波在水中傳播的衰減就小得多,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層，并且得到地層中的信息。除一些壓電晶體外，有一種陶瓷經(jīng)外加電場(chǎng)作用一定時(shí)間后，其內(nèi)部的小晶粒電矩會(huì)轉(zhuǎn)到電場(chǎng)方向上，把電場(chǎng)去掉后，電矩仍基本保持沿電場(chǎng)方向排列，因此使陶瓷表面出現(xiàn)極化電荷，從而具有壓電效應(yīng)，這種陶瓷叫壓電陶瓷。在水中進(jìn)行測(cè)量和觀察，至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)比聲波更有效的手段。

現(xiàn)代聲納根據(jù)海區(qū)聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當(dāng)選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑(直達(dá)聲、海底反射聲、會(huì)聚區(qū)、深海聲道)來(lái)克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲納探測(cè)距離。又如，運(yùn)載平臺(tái)的自噪聲主要與航速有關(guān)，航速越大自噪聲越大，聲納作用距離就越近，反之則越遠(yuǎn)；利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動(dòng)器的彎曲振動(dòng)，在頻率高于75kHz的情況下，是不可能達(dá)到此目的的。目標(biāo)反射本領(lǐng)越大，被對(duì)方主動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)；目標(biāo)輻射噪聲強(qiáng)度越大，被對(duì)方被動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)。

超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)編輯超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)編輯超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。由于沒(méi)有直接從輸出的電壓信號(hào)取得采樣，前后級(jí)之間會(huì)產(chǎn)生跟隨誤差，精度不可能很高。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。