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超聲換能器是一種能將高頻電能轉化為機械能的一種裝置。目前的超聲換能器發展迅速，基於 MEMS 工藝，采用微電子和微機械加工技術製作出來的新型超聲換能器具有體積小、重量輕、功耗低、靈敏度高等特點，應用的範圍也更加廣泛。
超聲換能器一般分為壓電式和電容式換能器兩種類型。壓電式超聲換能器是通過材料的壓電效應將電信號轉換為機械能（即超聲波）再傳遞出去；電(dian)容(rong)式(shi)超(chao)聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)靜(jing)電(dian)式(shi)換(huan)能(neng)器(qi)，它(ta)的(de)膜(mo)片(pian)依(yi)靠(kao)靜(jing)電(dian)吸(xi)引(yin)力(li)推(tui)動(dong)發(fa)聲(sheng)，產(chan)生(sheng)超(chao)聲(sheng)波(bo)。這(zhe)兩(liang)者(zhe)在(zai)研(yan)製(zhi)和(he)應(ying)用(yong)上(shang)都(dou)具(ju)有(you)各(ge)自(zi)的(de)特(te)點(dian)和(he)優(you)勢(shi)，發(fa)展(zhan)迅(xun)速(su)。
本文基於壓電材料 PZT 設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)柔(rou)性(xing)壓(ya)電(dian)超(chao)聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)，能(neng)夠(gou)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)變(bian)為(wei)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)超(chao)聲(sheng)波(bo)。並(bing)對(dui)柔(rou)性(xing)壓(ya)電(dian)超(chao)聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)進(jin)行(xing)了(le)水(shui)下(xia)超(chao)聲(sheng)發(fa)射(she)實(shi)驗(yan)。
實驗設備：示波器（KEYSIGHT-DSOX3054A）、信號發生器（AgilentE4432B）、功率放大器（ATA-4011）和高精度水聽器（RESON-TC4038）
實驗內容：
通過步進電機控製實現測試夾持平台在 X、Y 和 Z 軸的上的位移。信號發生器和功率放大器zuoweijiliduan，geirouxingyadianchaoshenghuannengqiyigejilidezhengxianxinhao。gudingweizhideshuitingqiyongyushuixiajieshourouxingyadianchaoshenghuannengqifashechulaidechaoshengbo，bingtongguoshiboqifankuidaozhuji，jinxingcaijishuju。
本次測試首先采用頻率為 321.15kHz（通過阻抗分析儀先前在水中測得的器件諧振頻率）幅值為 10V 正弦電壓作為柔性壓電超聲換能器工作的激勵信號。控製水聽器與柔性壓電超聲換能器的距離為 5cm（由於設備自身裝配的關係，水聽器與待測器件的最小距離為 5cm），並bing且qie保bao證zheng水shui聽ting器qi的de接jie收shou端duan對dui準zhun待dai測ce器qi件jian的de中zhong心xin位wei置zhi。測ce試shi的de結jie果guo如ru圖tu所suo示shi，黑hei色se的de波bo形xing是shi信xin號hao發fa生sheng器qi產chan生sheng的de波bo形xing，藍lan色se的de波bo形xing是shi水shui聽ting器qi接jie收shou到dao的de波bo形xing。從cong圖tu中zhong可ke以yi看kan出chu，水shui聽ting器qi接jie收shou到dao的de超chao聲sheng信xin號hao電dian壓ya峰feng峰feng值zhi為wei31mV。但(dan)是(shi)在(zai)實(shi)驗(yan)測(ce)試(shi)中(zhong)，在(zai)不(bu)改(gai)變(bian)水(shui)聽(ting)器(qi)和(he)柔(rou)性(xing)壓(ya)電(dian)超(chao)聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)的(de)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)和(he)激(ji)勵(li)電(dian)壓(ya)幅(fu)值(zhi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，反(fan)複(fu)改(gai)變(bian)正(zheng)弦(xian)激(ji)勵(li)的(de)頻(pin)率(lv)時(shi)，發(fa)現(xian)在(zai)頻(pin)率(lv)為(wei) 357kHz 時，水聽器接收到的超聲信號強度最大。
為相同距離下頻率為 357kHz 幅值為 10V 的正弦激勵信號下水聽器接收到的超聲信號波形。從圖中可以看出，水聽器接收到的電壓峰峰值為 64.3mV，大於在頻率 321.15kHz 下測得的 31mV。
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