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空気媒体における超音波トランスデューサのモデリングと実験、周波数帯域 超音波センサー は一般に幅が狭いため、高速で移動する対象物の検出性能に直接影響します。超音波センサーの狭帯域を解決するために、超小型トランスデューサーを複合超音波トランスデューサーの補助受信機として使用し、複合トランスデューサーの受信帯域幅を広げることができます。振動子は、厚み方向に分極した圧電セラミックウェハ（圧電振動子）を２枚の薄型金属薄殻で挟み込んだ曲げ引張型の金属圧電複合振動子です。超音波周波数の交番電界の励起下で、圧電振動子の高インピーダンスかつ小半径の伸縮振動が、薄い主体金具キャビティの低インピーダンスの大軸変位に変換され、超音波が空気媒体に放射されます。逆に、超音波がトランスデューサに作用すると、薄い金属シェルが変形し、圧電振動子が径方向に伸縮振動し、2 つの電極間に交流電荷が発生します。これは、超音波発生器および受信器としてのトランスデューサーの基本的な動作原理です。小変位、軽量、大ストロークの微小変位駆動装置や共振周波数の低い超小型超音波受信機の製作に最適です。の材料および構造パラメータの影響 超音波距離トランスデューサ の半径方向および縦方向の振動モードは、トランスデューサの設計および製造の前提条件です。
トランスデューサのラジアル振動モード
のラジアル振動モード 超音波測距センサーは 印加される励起電場と密接に関係しており、それらの間の圧電振動子の材料および構造パラメーターは以下のように導出されます。圧電振動子の分極方向はＺ軸方向（軸方向）であり、その半径はＲｏ、厚さはｈｏである。ラリーの底部はリング状で、その外径を Ro 、内径を R とします。振動子の 2 つの円形平面に交互の圧電場が印加され、応力ベクトル T と電界強度ベクトル E が独立変数、ひずみベクトル S と電気変位ベクトル D が従属変数であると仮定すると、円筒座標 ((r, 8, z) 形式) で圧電方程式を表すことができます。一定の電場条件下での圧電材料の弾性コンプライアンス定数マトリックス、d は圧電ひずみ定数マトリックス、T は圧電材料の自由誘電率マトリックスです。エッジは圧電振動子に接着されて金属圧電セラミック複合材料を形成します。これは、トランスデューサーの軸方向の共振周波数です。
ハウジングの高さ H が小さいため、ハウジングの通常の振動は発生しません。 超音波距離測定センサは、 周囲を挟んだ円形の薄板の対称振動に基づいて近似的に調べることができます。半径Ｒの円形の薄板はＺ軸に対して対称であることが知られており、その境界にかかる荷重もＺ軸に対して対称であるため、薄板の弾性曲面はＺ軸に対して対称でなければならない。したがって、薄板の自由振動を極座標系で解析することで、この問題を単純化することができます。振動過程中の任意の瞬間 t における円形薄板のたわみを仮定すると、自由振動微分方程式は外周サンドイッチ型を表すことができます。
長距離超音波トランスデューサー
物理的特性を備えた超音波トランスデューサー
