超聲波流量計探頭及換能器原理  九十七

由于考慮到壓電能是互換能量，故取兩倍，因此，我們可以用另一種方式來定義機電耦合系數：K=Um/（UeUd）1/2或者：K=壓電能/彈性能與介電能的幾何平均值選用彈性能與介電能幾何平均值的原因是考慮到了壓電晶體各微小部分的能量分布不均勻。這樣，我們可以說，單位體積內的壓電材料中可以進行壓電轉換的能量與不能進行壓電轉換的能量之比就是機電耦合系數，如Ud和Ue是不能進行壓電轉換的，但它們卻又不是能量損耗。對具體材料而言，如石英的能量損耗很

小，轉換效率很高，但它的機電耦合系數卻低于壓電陶瓷，而壓電陶瓷的轉換效率并不高，可是它的能量中有較大的部分可以進行壓電轉換，也就是它的機電耦合系數高。從這里我們可以認識機電耦合系數與效率的區別。

機電耦合系數是能量之比，無量綱，而且其最大值為1，當K=0時則意味著無壓電效應發生。常見的機電耦合系數有以下幾種：

[1]徑向振動機電耦合系數Kp（又稱平面機電耦合系數）：反映薄圓片形壓電晶體作徑向伸縮振動時的機電耦合效果，其條件是晶片直徑≥3倍晶片厚度t，其厚度方向為極化方向和施加電場方向。

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