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超聲換能器（壓電陶瓷諧振換能片）是一種電致伸縮陶瓷材料，它有一個固有頻率。如果外來驅(qū)動信號的頻率和這個固有頻率相同，換能片的總體外特性就會呈純阻性，換能效率最高。這就是它的共振（諧振）狀態(tài)。

共振是有條件的，對于管共振來講，一般是1/4波長共振，計算公式是：聲波的1/4波長＝管的長度＋管徑折算的有效長度；當發(fā)生共振后，就可以用管的長度和管徑計算出波長，并計算出聲速（頻率乘波長＝聲速）；不發(fā)生共振就計算不出波長，那聲速就無法計算；判斷測量系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)就是測量聲波能量是否處于最大，方法是用頻率掃描，當聲能量輸出為最大時，記錄輸出頻率，然后計算；對于管共振測量聲速有一個缺陷，就是管徑折算的有效長度問題；通常測量聲速用駐波方法，測量駐波的相鄰波峰或波節(jié)（半波長）。

當超聲波換能器其他參數(shù)一定，共振頻率增高時，力因子增大，負載能力增強;介電損耗和機械損耗增加，在相應的重負載下工作，易實現(xiàn)聲匹配。

實際上，測量聲速的方法很多，用共振法只是其中的一種方法而已，共振法的原理是：由發(fā)射器發(fā)出的聲波近似于平面波。經(jīng)接收器反射后，波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射并且疊加。當兩個換能器之間的距離等于半波長的整數(shù)倍時發(fā)生共振，產(chǎn)生共振駐波現(xiàn)象，波幅達到極大。由縱波的性質(zhì)可以證明，振動位移處于波節(jié)時，則聲壓是處于波腹。接收器端面近似為一波節(jié)，接收到的聲壓最大，經(jīng)接收器轉(zhuǎn)換成的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置的關系可從實驗中測出，當接收器端面移動到某個共振位置時，示波器上會出現(xiàn)最強的電信號，如果繼續(xù)移動接收器，將再次出現(xiàn)最強的電信號，兩次共振位置之間的距離即為1/2λ。
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