超声波流量计探头及换能器原理  九十七

由于考虑到压电能是互换能量，故取两倍，因此，我们可以用另一种方式来定义机电耦合系数：K=Um/（UeUd）1/2或者：K=压电能/弹性能与介电能的几何平均值选用弹性能与介电能几何平均值的原因是考虑到了压电晶体各微小部分的能量分布不均匀。这样，我们可以说，单位体积内的压电材料中可以进行压电转换的能量与不能进行压电转换的能量之比就是机电耦合系数，如Ud和Ue是不能进行压电转换的，但它们却又不是能量损耗。对具体材料而言，如石英的能量损耗很

小，转换效率很高，但它的机电耦合系数却低于压电陶瓷，而压电陶瓷的转换效率并不高，可是它的能量中有较大的部分可以进行压电转换，也就是它的机电耦合系数高。从这里我们可以认识机电耦合系数与效率的区别。

机电耦合系数是能量之比，无量纲，而且其最大值为1，当K=0时则意味着无压电效应发生。常见的机电耦合系数有以下几种：

[1]径向振动机电耦合系数Kp（又称平面机电耦合系数）：反映薄圆片形压电晶体作径向伸缩振动时的机电耦合效果，其条件是晶片直径≥3倍晶片厚度t，其厚度方向为极化方向和施加电场方向。

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