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下册目录1

第五章　压电与电致伸缩式换能器1

引言：压电与电致伸缩式换能器的实际应用及有关知识1

§5—1　晶体的电学特性4

§5—2　晶体的弹性特性9

（一）广义虎克定律9

（二）各向异性晶体在完全不对称情况下，独立弹性系数的个数10

（三）具有一定对称性的晶体的独立弹性系数的个数13

§5—3　压电效应18

（一）正向压电效应及其表示式19

（二）反向压电效应及其表示式20

（三）二级压电效应23

（四）当晶体同时受电场与外力作用时的压电关系式25

§5—4　铁电晶体的电致伸缩效应26

（一）铁电晶体的特性26

（二）钛酸钡晶体形成自发电极化的机理27

（三）电畴的自发电致伸缩与晶体电致伸缩系数的关系；29

多晶钛酸钡在极化后所产生的线性压电效应29

（四）钛酸钡陶瓷体电致伸缩效应的唯象性理论29

（五）体积电致伸缩对晶体介电性能的影响31

§5—5　晶体振动特性及晶体特性参数的测量32

（一）无损耗的压电晶体片的长度振动特性32

（二）在有机械损耗情况下的晶体片的长度振动特性36

（三）在有小机械阻情况下，测量晶体特性参数的方法38

（四）在有大机械阻情况下，测量晶体特性参数的方法44

§5—6　长度振动的压电晶体片形换能器的理论46

（一）酒石酸钾钠的压电特性47

（二）长度振动的压电晶体片，发射时的等效机械图50

（三）发射器的性能指标53

（四）发射器的等效电路图54

（五）接收状态的工作特性57

§5—7　厚度振动的压电晶体片形换能器的理论62

（一）压电方程式62

（二）等效机电图63

（三）发射器的特性66

（四）无盖板的厚度振动器发射时的性能分析69

（五）厚度振动的接收器73

§5—8　低频园柱接收器的静态理论76

（一）轴对称情况下的应力平衡方程式及其解…………………………………？80

（二）园柱形接收器的低频接收灵敏度80

§5—9　压电陶瓷的薄壳园柱形换能器的动态理论85

（一）园柱薄壳振动的一般关系式85

（二）轴向极化下的压电关系式86

（三）短园柱的等效电路图和发射性能指标88

（四）轴回自由状态的短园柱，迭加后的接收灵敏度92

（五）薄园环胶合在一起时的振动特性92

（六）径向极化的薄园环迭加后的振动特性93

（一）应力平衡方程式98

§5—10　低频薄壳球形接收器的静态理论98

（二）径向极化情况下的接收灵敏度99

§5—11　极薄球壳振动器的动态分析100

（一）压电方程式100

（二）发射性能指标102

§5—12　换能器灵敏度的绝对校准——互易法103

（一）声学四端网络方程式和换能器机电四端网络方程式104

（二）换能器的发射灵敏度和接收灵敏度的关系式105

（三）互易法校准的步聚107

（四）用比较法测量接收换能器的灵敏度109

§5—13　压电换能器的效率110

（一）对谐振式发射器112

§5一14　各类压电晶体特性的比较112

（二）对谐振式接收器114

（三）对宽带压电接收器115

§5—15　钛酸钡片形振动器的计算举例116

第六章　换能器液态谐振腔的阻抗分析120

§6—1　液态矩形腔的阻抗分析120

§6—2　液态园柱腔的阻抗分析125

§6—3　对称径向振动的液态球腔的阻抗分析130

第七章　水声换能器的方向特性和特殊方向系统131

§7—1　基阵的方向特性131

（一）描写换能器的方向特性的几个物理量133

（二）均匀直线形基阵的方向特性135

（三）椭园形基阵的方向特性145

§7—2　连续系统的方向特性154

（一）连形连续系统的方向特性154

（二）片形建续系的方向性161

（三）曲面连续系统的方向特性168

§7—3　复合系统的方向特性173

（一）均匀直线点源基阵的复合系统174

（二）长方片组成的均匀直线形基阵179

（三）园柱管组成的园形基阵180

（一）采用复合系统183

（二）采用工作面是非均匀振幅分布的发射器183

§7—4　改善换能器系统方向特性的措施183

（三）探用工作面是非均匀灵敏度分布的接收器189

（四）采用特殊电路来改善收发系统的方向特性191

（五）采用特殊的方向系统194

§7—5　特殊方向系统194

（一）抛物面系统194

（二）喇叭系统204

（三）水声波导系统的简单介绍208

§7—6　水声换能器的方向特性的设计计算方法219

附录一：换能器接收多频信号的总和方向特性221

附录二：抛物面系统的两个方向特性函数的推导224

附录三：最佳直线形基阵的设计方法229