環形超聲波馬達是怎麼工作的

⑴ 超聲波換能器組成及工作原理

1、超聲波換能器組成：超聲波換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤換能器採用厚度方向極化的PZT-5壓電材料製成，Cymbal陣列接收器由8～16隻Cymbal換能器、兩個金屬圓環和橡膠墊圈組成。

2、超聲波換能器工作原理：超聲波感測器是利用超聲波的特性研製而成 的感測器。超聲波是一種振動頻 率高於聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠 成為射線而定向傳播等特點。

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超聲波換能器的應用：

超聲波換能器應用 超聲波換能器的應用十分廣泛,它按應用的行業分為工業、農業、交通運輸、生活、醫療及軍事等。按實現的功能分為超聲波加工、超聲波清洗、超聲波探測、檢測、監測、遙測、遙控等；按工作環境分為液體、氣體、生物體等;按性質分為功率超聲波、檢測超聲波、超聲波成像等。

壓電陶瓷變壓器 壓電陶瓷變壓器是利用極化後壓電體的壓電效應來實現電壓輸出的。

超聲波馬達 超聲波馬達是把定子作為換能器, 利用壓電晶體的逆壓電效應讓馬達定子處於超聲波頻率的振動, 然後靠定子和轉子間的摩擦力來傳遞能量, 帶動轉子轉動。

超聲波清洗 超聲波清洗的機理是利用超聲波在清洗液中傳播時的空化、輻射壓、聲流等物理效應。

超聲波焊接 超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類。

⑵ 超聲波馬達的工作原理

環形USM結構和原理
根據將超聲波振動能量變換的方法來分，有三類USM：
1、駐波型(Standing Wave Type)；
2、行波型(Traveling Wave Type)；
3、振簧型(Vibrating Reed Type).
Canon EF鏡頭中使用的USM，全部屬於行波型。
環形USM的結構很簡單：由具有彈性的定子和轉子組成。
定子是一金屬環，底部有壓電陶瓷元件，上部均勻排列著梯形凸出物。
定子是用特殊材料製造的，它的熱膨脹系數同壓電陶瓷元件的一樣，這樣可以避免溫度變化的影響。
轉子是一個鋁質環，通過凸緣狀彈簧與定子結合在一起。由於鋁材比較軟，所以結合部位是經過特殊處理，增加其耐磨性能。

⑶ 帶有超聲波馬達的鏡頭有什麼用處，手動鏡頭是不是沒有超聲波馬達，

帶有超聲波馬達的鏡頭可以自動對焦，，全手動鏡頭沒有超聲波馬達。

⑷ 什麼叫超聲波馬達

超聲波馬達，意思是相機鏡頭中使用此種馬達驅動,佳能專用代號。
超聲波馬達的基本特點：

1、具有低轉速大扭矩的輸出特性；

2、制動力矩大；

3、結構簡單；

4、馬達啟動和制動的可控性非常好；

5、轉動聲音非常小，幾乎無聲。
超聲波馬達除具備上述基本特點外，自身的特點：

6、高效率，低功耗；

7、環形的馬達可以與鏡身完美地結合；

8、低轉速，特別適合鏡頭的AF驅動；

9、轉動速度可以在0.2rpm~80rpm范圍內任意控制；

10、可以實現靈敏度可調的電子MF；

11、工作環境溫度是：-30℃~+60℃。

⑸ 結合逆壓電效應說明超聲馬達的工作原理

逆壓電效應：逆壓電效應是指當在電介質的極化方向施加電場，這些電介質就在一定方向上產生機械變形或機械壓力，當外加電場撤去時，這些變形或應力也隨之消失。
超聲馬達利用逆壓電效應產生的機械變形來推動動子的轉動。具體的您可以看一下超聲波馬達的工作原理。

⑹ 超聲波馬達的起源

在超聲波馬達問世之前，實際上已有利用壓電材料振動特性來驅動的壓電馬達，惟其頻率並不限於超聲波的范圍。早在一九四八年威廉和布朗就申請了「壓電馬達」的美國專利；一九六一年寶路華鍾表公司研製出音叉驅動的手錶；一九七〇～一九七二年西門子和松下兩公司發展出線型壓電步進馬達，不過因為無法達到較大的輸出力及效率，所以當時並沒有普遍地應用。
一九七三年美國IBM公司的巴特（H.V. Barth），首次提出利用壓電組件以超聲波振動的方式來驅動的馬達，但因為磨耗上的問題，和之前的手錶案例一樣，僅發表出來而沒有實際上的應用。幾乎同時，俄國人V.H. Lavrinenko也設計了一些驅動原理相同的馬達結構；一九七八年瓦西里耶夫（P.E. Vasiliev）則是利用超聲波轉換器作為馬達的驅動來源，不過都沒有發展出完整的馬達結構。
一九八○年日本指田年生（Toshiiku Sashida）研製出以振動片驅動的超聲波馬達，具有較完整的馬達結構。至此，以壓電材料產生超聲波振動來驅動馬達的概念就開始慢慢地發展起來。雖然因為磨耗以及溫度上升等問題，使得這些超聲波馬達仍然沒有實際的應用，不過已具有高精度、低速高轉矩等特色。
直到一九八二年，指田年生又發展出一種新型的超聲波馬達驅動方式，在設計上已經考慮到磨耗的改善，這才是第一個真正達到具有商業應用價值的超聲波馬達，且首先應用在照相機的自動對焦系統中，這也是目前使用超聲波馬達最多的領域。
佳能的EF自動對焦鏡頭都內置了兩個馬達，一個負責自動對焦，另一個負責電磁光圈，佳能自動對焦馬達有三大類，弧形馬達(ARC FORM DRIVE，簡稱AFD)，超聲波馬達(ULTRASONIC MOTOR，簡稱USM)和微型馬達(MICRO MOTOR，簡稱MM)。
弧形馬達是佳能EF自動對焦鏡頭中最早使用的馬達，它是一種弧形無刷電機，這樣它就可以安放在鏡頭圓柱壯的鏡筒內而不用改變鏡筒的形狀了，由於其轉子小巧的尺寸使得它有非常好的開始/停止反應和控制力，又由於它的無刷設計使得它有很長的使用壽命。雖然隨著高性能的超聲波馬達和成本更低的微型馬達的出現，使用這種馬達的鏡頭在現在已經不多見了，但在某些著名的EF鏡頭中我們仍然能「看到」它的身影，如EF50mm f/2.5 Compact Macro和EF100-300mm f/5.6 L以及EF135mm f/2.8 Soft Focus柔焦鏡頭等。
超聲波馬達和傳統的馬達有很大區別，不管傳統的馬達有多少種，其原理一般就是將電磁力轉變為轉動力，而超聲波馬達的轉動力則是產生於超聲波振動的能量。如上所述，超聲波馬達分環形和微型超聲波馬達兩種。
環形超聲波馬達的定子和轉子的直徑和鏡筒直徑相當，可以和鏡筒完美的結合。超聲波馬達的優點在於：一. 由於其低轉速和高扭矩的特性，使得它可以直接驅動鏡頭而不需要額外的減速機構；二. 定位扭矩大，換句話說就是當馬達停下來的時候，鏡頭就像有剎車那樣自動停止對焦；三. 結構非常簡單；四. 對啟動和停止的控制能力非常好，它可以快速啟動，也可以立即停止，而且可以被很精確地控制；五. 操作起來非常安靜—幾乎無聲。除此之外，佳能的環形超聲波馬達還有如下特點：六. 其高效率和低能耗的特性使得它可以用相機的電池來供電；七. 環狀的馬達和鏡頭鏡筒非常合適；八. 低旋轉速度非常適合鏡頭的驅動；九. 旋轉速度可以在0.2RPM(五分鍾旋轉一周)到80RPM(每分鍾旋轉80周)的大范圍內連續無級的調整，所以可以實現對鏡頭的高精度和高速驅動；十. 可以實現高精度的手控電驅動的調焦，即所謂的全時手動功能；十一. 操作溫度范圍非常寬，可以在攝氏零下30度到零上60度的溫度環境下正常工作，保證了惡劣環境下的穩定操作。
微型超聲波馬達和環形超聲波馬達不一樣，它的定子和轉子等被整合在一個非常小的裝置中，與環形超聲波馬達相比有如下的特點：由於沒有鏡頭直徑的限制，微型超聲波馬達可以不用考慮光學系統的結構而裝在各種鏡頭內；其轉子、定子和能量輸出部分被整合到一個非常小的裝置中，因此它的尺寸和重量大約只是環形超聲波馬達的一半；其成本只是普通環形超聲波馬達的三分之一，因此可以大規模的用於低成本的鏡頭中。
一般來說環形超聲波馬達主要用於L級專業鏡頭，而微型超聲波馬達則主要被用於我們所說的業余鏡頭中，但在佳能的業余鏡頭中也有使用環形超聲波馬達的鏡頭，它們是：EF20-35mm f/3.5-4.5 USM; EF24-85mm f/3.5-4.5 USM; EF28-105mm f/3.5-4.5 USM/ EF28-105mm f/3.5-4.5 USM II; EF28-135mm f/3.5-5.6 IS USM和EF100-300mm f/4.5-5.6 USM，這樣作為普通攝影愛好者的我們如使用上述幾款鏡頭也能感受環形超聲波馬達帶來的寧靜、高速的自動對焦和全時手動的樂趣。
微型馬達，除了弧形馬達和超聲波馬達外，佳能還有另外一種馬達—微型馬達，微型馬達一般用於佳能價格很低的普及鏡頭中，如EF50mm f/1.8II和那些非USM的普及型變焦鏡頭，如EF28-80mm f/3.5-5.6; EF75-300mm f/4-5.6等，但佳能有一款「很有名」的鏡頭也用的是微型馬達，它就是EF100mm f/2.8 Macro微距鏡頭，想來佳能認為一般使用微距的人是不會使用自動對焦的吧。
全時手動和內對焦/後對焦在佳能EF鏡頭中的應用
一般來說，使用環形超聲波馬達的鏡頭都可以實現全時手動，而使用微型超聲波馬達的鏡頭則不行，但這並不表明微型超聲波馬達不能實現全時手動，比如著名的EF50mm f/1.4使用的就是微型超聲波馬達，但它和那些使用環形超聲波馬達的鏡頭一樣，也可以全時手動，所以我們可以說佳能為了保持環形超聲波馬達的「優越性」不願意將全時手動這一個非常有用的功能賦予所有的微型超聲波馬達。
使用環形超聲波馬達的鏡頭一般都是採用內對焦或後對焦結構的，因此在對焦時鏡頭的前鏡片是不會跟著轉動的，而大多微型超聲波馬達和微型馬達和許多使用弧形馬達的鏡頭則不行，當然也有例外如使用弧形馬達的EF135mm f/2.8 Soft Focus柔焦鏡頭，EF24mm f/2.8和已經被EF17-35mm f/2.8 L USM取代的EF20-35mm f/2.8 L等早期上市的EF鏡頭

⑺ 超聲波馬達對於鏡頭影響

一. 由於其低轉速和高扭矩的特性，使得它可以直接驅動鏡頭而不需要額外的減速機構；
二. 定位扭矩大，換句話說就是當馬達停下來的時候，鏡頭就像有剎車那樣自動停止對焦；
三. 結構非常簡單；
四. 對啟動和停止的控制能力非常好，它可以快速啟動，
也可以立即停止，而且可以被很精確地控制；
五. 操作起來非常安靜—幾乎無聲。除此之外，佳能的環形超聲波馬達還有如下特點；
六. 其高效率和低能耗的特性使得它可以用相機的電池來供電；
七. 環狀的馬達和鏡頭鏡筒非常合適；
八. 低旋轉速度非常適合鏡頭的驅動；
九. 旋轉速度可以在0.2RPM(五分鍾旋轉一周)到80RPM(每分鍾旋轉80周)的大范圍內連續無級的調整，所以可以實現對鏡頭的高精度和高速驅動；
十.可以實現高精度的手控電驅動的調焦，即所謂的全時手動功能；
十一.操作溫度范圍非常寬，可以在攝氏零下30度到零上60度的溫度環境下正常工作，保證了惡劣環境下的穩定操作。

⑻ 超聲波電機的超聲波電機原理

與傳統的電機不同，超聲波電機無繞組和磁極，無需通過電磁作用產生運動力。一般由振動體(相當於傳統電機中的定子，由壓電陶瓷和金屬彈性材料製成)和移動體(相當於傳統電機中的轉子，由彈性體和摩擦材料及塑料等製成)組成。在振動體的壓電陶瓷振子上加高頻交流電壓時，利用逆壓電效應或電致伸縮效應使定子在超聲頻段(頻率為20KHZ以上)產生微觀機械振動。並將這種振動通過共振放大和摩擦耦合變換成旋轉或直線型運動。
實現超聲波驅動有兩個前提條件：首先，需在定子表面激勵出穩態的質點橢圓運動軌跡；其次，將定子表面質點水平方向的微觀運動轉換成轉子的宏觀運動或平動。第一個前提條件對應著機電能量轉換，利用逆壓電效應由電能轉化成機械振動能：第二個前提條件對應著運動形式轉化，往往通過定轉子間的摩擦力來實現，近年來亦有通過氣體或液體為中間介質接觸為非接觸型超聲波電機，也稱為聲懸浮超聲波電機。從超聲電機的工作原理可見，其正常工作離不開兩個能量轉換作用：機電轉換作用和摩擦轉換作用。機電轉換作用是指壓電陶瓷的逆壓電效應，即對壓電陶瓷振子加高頻振盪電流，使它以超聲波的頻率振動。摩擦轉換作用是指彈性體(定子與壓電陶瓷的合稱)的振動經過定子與轉子工作面間的摩擦作用轉化成轉子的直線運動或旋轉運動。要保證大力矩輸出、止動性好，必須滿足的條件就是有效足夠的機電轉換作用和有效穩定的摩擦轉換作用。

⑼ USM環形超聲波馬達是連接在變焦環上嗎

首先，我向你指的是對焦環

其次，不是直接連接，超聲波馬達和對焦環沒有硬性連接

說得簡單通俗一點，你可以認為是裡面有個吹風機，吹出的風讓對焦環轉動（像風吹動風車），而不是通過機械連接讓變焦環轉動，所以當手擰動對焦環時，不會像老式機械馬達那樣把全部的扭力傳回驅動電機，造成對電機的損壞

⑽ 超聲波馬達的特點

USM的基本特點：
1、具有低轉速大扭矩的輸出特性；
2、制動力矩大；
3、結構簡單；
4、馬達啟動和制動的可控性非常好；
5、轉動聲音非常小，幾乎無聲。
Canon環形USM除具備上述基本特點外，自身的特點：
6、高效率，低功耗；
7、環形的馬達可以與鏡身完美地結合；
8、低轉速，特別適合鏡頭的AF驅動；
9、轉動速度可以在0.2rpm ~ 80rpm范圍內任意控制；
10、可以實現靈敏度可調的電子MF；
11、工作環境溫度是：-30℃ ~ +60℃。
Canon曾經公布過的三種規格的環形USM：
USM-M1 USM-L1 USM-L2
尺寸(mm)： φ62-54 x 10 φ77-67 x 10 φ72-63 x 10
用於鏡頭： EF 14/2.8L USM ; EF 100/2 USM;EF 200/2.8L USM;EF 300/4L USM;EF 28-80/3.5-5.6 USM;EF 28-105/3.5-4.5 USM;EF 35-135/4-5.6 USM;EF 35-350/3.5-5.6L USM;EF 70-210/3.504.5 USM;EF 100-300/4.5-5.6 USM; EF 50/1.0L USM;EF 85/1.2L USM;EF 200/1.8L USM;EF 300/2.8L USM;EF 400/2.8L USM;EF 500/4.5L USM;EF 600/4L USM; EF 28-80/2.8-4L USM
重量(g)：26 45 45 ……
現在基本使用的是USM-M1和USM-L1，USM-L2已經不再使用。