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過去20年間、 圧電セラミックストランスデューサは 国内外で急速に発展しています。製造が簡単で低コストで安定性が良いため、エレクトロニクス、光、熱、音響の分野で広く使用され、幅広い発展を遂げています。見通し。圧電セラミックスで作られた超音波振動子は、指向性の良い超音波を発生させることができます。速度や距離などのパラメータの測定に最適で、過酷な環境条件下でも安定して確実に動作します。
圧電超音波トランスデューサは 、圧電材料の圧電効果を利用して作られています。分極した圧電材料は、印加された電場の作用下で機械的変形を受けます。これを逆圧電効果と呼びます。逆に、圧電材料の機械的変形によっても電圧が生成され、これを正の圧電効果と呼びます。逆圧電効果を利用することで、高周波電圧を高周波の機械振動に変換して超音波を発生させることができます。正の圧電効果を利用して、受信した超音波振動を電気信号に変換することもできます。これが超音波トランスデューサーの仕組みです。距離測定トランスデューサは、電気端と機械端を備えた 4 端子ネットワーク J とみなすことができます。機械端の力 F と速度、電気端子の電圧と電流は互いに線形であり、z は定電圧 (または電気短絡の電気インピーダンス、一定速度での電気コンダクタンス、A は力係数と呼ばれ、これらのパラメータは一般に周波数の関数です) です。
圧電材料の選択
超音波センサー・トランスデューサを作製するための圧電材料には、圧電単結晶、多結晶圧電セラミックス、圧電高分子、圧電複合材料などがあります。その中でも、チタン酸ジルコン酸鉛圧電セラミックスは、高い機械的強度、耐温湿度性、低コスト、良好な電気機械結合効果などの利点を有し、超音波トランスデューサに広く使用されている。超音波距離計の超音波振動子は、振動子の材料としてチタン酸ジルコン酸鉛圧電セラミックスを使用しています。
