Precision Acoustics 使用各种不同的材料制造频率范围为 0.2 MHz 至 50MHz 的传感器

• PVDF 探头的测量范围为 3 MHz 至 50 MHz
• 压电陶瓷传感器的测量范围为 0.5 MHz 至 12 MHz
• 1-3 个压电复合材料传感器的覆盖范围为 0.2 MHz 至 1 MHz

要回答这个问题，重要的是要考虑您希望换能器产生的信号类型。

所有压电换能器都是谐振器件。谐振器件的性能受施加的阻尼量的显著影响，如下图所示。下面的描述将考虑非常低和非常高阻尼这两种极端条件。然而，Precision Acoustics 也能够生产出阻尼介于这两个极限之间的传感器。

无阻尼（或谐振）换能器将产生非常接近其谐振频率的大输出，但其响应幅度将在远离中心频率的地方显着减小。相比之下，高阻尼传感器将产生低得多的输出，但能够在中心频率两侧的频率范围内驱动。

通常的做法是用带宽百分比来描述这种行为：带宽和中心频率的比率。无阻尼换能器的带宽百分比较低，但在谐振时的最大输出很高。相反，阻尼传感器将具有高百分比带宽，但最大输出较低。

了解阻尼对换能器产生的时域波形的影响也很重要。阻尼探头产生的声输出比同类谐振探头少，但脉冲持续时间相对较短。相比之下，无阻尼传感器将产生更大的输出，但由于它是一个谐振器件，脉冲将持续许多周期。正是阻尼和谐振之间的这种关系意味着不可能在很宽的频率范围内产生高功率输出。

下表总结了谐振和非阻尼传感器的特性：

压电陶瓷材料的特点是具有良好的电气到机械转换能力，但内部阻尼相对较低。这使得它们非常适合生产谐振换能器，但必须对它们进行大量阻尼才能生产宽带换能器。典型的重阻尼压电陶瓷传感器的脉冲可能长达 4-5 个周期。它们是出色的发射传感器，是发射/接收设备的合理选择

几乎所有的压电陶瓷换能器都配有一个完整的四分之一波匹配层，以有效地将压电陶瓷的高特征声阻抗（通常超过 30 MRayls）耦合到水带来的 1.5 MRayls 负载中。大多数 Precision Acoustics 压电陶瓷传感器都包含一个完整的电阻抗匹配网络。这会将传感器呈现的复阻抗转换为更接近 50 Ω的阻抗。这确保了从典型的 50 Ω 输出阻抗函数发生器和放大器向传感器的最佳功率传输。

压电陶瓷很难生产高频器件，因为晶体变得非常薄并且容易损坏。Precision Acoustics 通常只生产中心频率为 10 MHz 或更低的压电陶瓷器件。压电陶瓷也被用于生产声学输出超过 85W 的高谐振换能器。

压电聚合物材料（例如 PVdF）的特点是具有良好的机械到电气转换能力，但内部阻尼相对较高。这使得它们非常适合产生非常短的脉冲、宽带传感器和 -2-3 周期的脉冲响应。然而，内部阻尼意味着它们必须由比同类压电陶瓷器件高得多的电压水平驱动。它们是出色的接收传感器，是发射/接收设备的合理选择（特别是如果需要良好的轴向分辨率）。

PVdF 的声阻抗比压电陶瓷更接近水，因此基于 PVdF 的传感器不需要声学匹配层。PVdF 传感器所呈现的电阻抗的性质意味着很难将其有效地转换为 50 Ω。尽管阻抗可以在有限的频率范围内匹配，但这会影响此类设备的宽带特性。因此，大多数 Precision Acoustics 压电聚合物传感器都提供简单的电感匹配（以抵消传感器的大部分电抗），但不匹配 50 Ω。

PVdF 薄膜确实可以非常薄，因此可用于生产高频传感器。Precision Acoustics 公司生产了微型压电聚合物换能器（直径 1 毫米），中心频率超过 35 MHz。