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トランスデューサ (プローブ) は、物理エネルギーを入出力に変換するデバイスです。超音波プローブは、電気エネルギーを音響エネルギーに変換し、音響エネルギーを電気エネルギーに変換します。エネルギー変換を実現します。したがって、超音波プローブは超音波トランスデューサとも呼ばれ、超音波の送信と受信の両方に使用でき、超音波測距システムの重要なコンポーネントです。 超音波トランスデューサには、 主に機械的超音波トランスデューサ、電気的超音波トランスデューサ、電気音響的超音波トランスデューサが含まれます。このうち、電気音響超音波センサーは主に圧電結晶（電歪）とニッケル鉄アルミニウム合金（磁歪）で構成されています。異なる設計によれば、超音波トランスデューサの形状は、主に円柱形（前後の金属カバープレートの直径が同じ）、ホーンタイプ（円弧形状によって前カバープレートの直径が過度に縮小される）、および中央に断面を有する円柱形を有する。
あ 圧電セラミックストランスデューサは 、特定の結晶の圧電効果および逆圧電効果に基づいて電気エネルギーと音響エネルギーを変換する電気音響トランスデューサです。圧電超音波センサーは主に圧電ウエハーで構成されています。圧電結晶で構成された超音波センサーは、電気エネルギーを音響エネルギーに変換する可逆センサーであり、超音波を受信すると音響エネルギーを電気エネルギーに変換することもできます。 圧電超音波センサーは、 圧電結晶の共振を利用して動作します。一部の単結晶材料の構造は非対称な特性を持っています。これらの材料が外部の応力や歪みにさらされると、内部の格子構造の変化 (変形) により、元の巨視的な電気的中性状態が破壊され、分極した電場が発生します。 （電気化学）、生成される電場（電極分極）はひずみの大きさに比例します。この現象は正の圧電効果と呼ばれ、1880年にキュリー兄弟によって発見されました。その後、1881年には、このような単結晶材料にも逆圧電効果があること、つまり、正の圧電効果を有する材料に電界を加えると応力と歪みが発生し、歪みと外部電界が形成されることがさらに発見されました。ただ比例するだけ。実験によれば、圧電効果と逆圧電効果は、一定の範囲内では線形であることがわかりました。つまり、圧電効果においては、圧電性結晶の表面電荷密度は歪みの大きさに比例する。ひずみが符号を変えると、電荷も符号を変えます。逆圧電効果の場合、外部電場の作用により圧電結晶が歪みます。その大きさは電界の強さに比例し、電界が逆転するとひずみも逆転します。圧電トランスデューサは、特定の単結晶材料の圧電効果と多結晶材料の電歪効果を使用して電気エネルギーと音響エネルギーを変換するデバイスです。電気音響効率が高く、電力容量が大きく、用途に合わせて構造や形状を設計できるため、超音波分野で広く使用されています。
超音波圧電トランスデューサは、シングル プローブとデュアル プローブに分けられます。シングルプローブモードとは、超音波と超音波の両方を送信する、つまりプローブが送信と受信の両方に使用される超音波近接トランスデューサーを指します。シングルプローブモードの動作では、超音波を送信するときに、プローブの機械的振動を引き起こすために、プローブに十ボルトを超える、数十ボルト、さらには数百ボルトの電圧を印加する必要がある。この機械的振動は、圧電ウェーハの振動を機械的エネルギーに伝えます。音響エネルギーに変換されて超音波を励起します。超音波を受信した場合、超音波によって発生した余震はすぐには消えず、エコー信号の振幅よりも送信信号の振幅の方が明白であるため、受信側は振動によって発生した波をエコーとして誤って発生させます。測定誤差は超音波距離測定センサーの精度に影響を与えます。従来は、送信を停止し、時間を遅らせ、この余震の時間を避けてエコーの受信を開始することになっており、不感地帯が生じます。デュアルプローブは、同じプローブを使用して 2 つの超音波を送信し、超音波を受信することによって機能します。シングルプローブのブラインドゾーン分析のレベルから、デュアルプローブモードの動作によりブラインドゾーンを完全に排除し、測定距離を長くすることができます。しかし、実際のアプリケーションでは、送信プローブと受信プローブ間の距離が小さく、音波は回折性があるため、超音波送信プローブから発せられた波は障害物によって反射されず、受信プローブを直接バイパスしてプラスになる可能性があるため、ブラインドゾーンは依然として存在します。
