环形超声波马达是怎么工作的

⑴ 超声波换能器组成及工作原理

1、超声波换能器组成：超声波换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器由8～16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。

2、超声波换能器工作原理：超声波传感器是利用超声波的特性研制而成 的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够 成为射线而定向传播等特点。

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超声波换能器的应用：

超声波换能器应用 超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等；按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。

压电陶瓷变压器 压电陶瓷变压器是利用极化后压电体的压电效应来实现电压输出的。

超声波马达 超声波马达是把定子作为换能器, 利用压电晶体的逆压电效应让马达定子处于超声波频率的振动, 然后靠定子和转子间的摩擦力来传递能量, 带动转子转动。

超声波清洗 超声波清洗的机理是利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应。

超声波焊接 超声波焊接有超声波金属焊接和超声波塑料焊接两大类。

⑵ 超声波马达的工作原理

环形USM结构和原理
根据将超声波振动能量变换的方法来分，有三类USM：
1、驻波型(Standing Wave Type)；
2、行波型(Traveling Wave Type)；
3、振簧型(Vibrating Reed Type).
Canon EF镜头中使用的USM，全部属于行波型。
环形USM的结构很简单：由具有弹性的定子和转子组成。
定子是一金属环，底部有压电陶瓷元件，上部均匀排列着梯形凸出物。
定子是用特殊材料制造的，它的热膨胀系数同压电陶瓷元件的一样，这样可以避免温度变化的影响。
转子是一个铝质环，通过凸缘状弹簧与定子结合在一起。由于铝材比较软，所以结合部位是经过特殊处理，增加其耐磨性能。

⑶ 带有超声波马达的镜头有什么用处，手动镜头是不是没有超声波马达，

带有超声波马达的镜头可以自动对焦，，全手动镜头没有超声波马达。

⑷ 什么叫超声波马达

超声波马达，意思是相机镜头中使用此种马达驱动,佳能专用代号。
超声波马达的基本特点：

1、具有低转速大扭矩的输出特性；

2、制动力矩大；

3、结构简单；

4、马达启动和制动的可控性非常好；

5、转动声音非常小，几乎无声。
超声波马达除具备上述基本特点外，自身的特点：

6、高效率，低功耗；

7、环形的马达可以与镜身完美地结合；

8、低转速，特别适合镜头的AF驱动；

9、转动速度可以在0.2rpm~80rpm范围内任意控制；

10、可以实现灵敏度可调的电子MF；

11、工作环境温度是：-30℃~+60℃。

⑸ 结合逆压电效应说明超声马达的工作原理

逆压电效应：逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失。
超声马达利用逆压电效应产生的机械变形来推动动子的转动。具体的您可以看一下超声波马达的工作原理。

⑹ 超声波马达的起源

在超声波马达问世之前，实际上已有利用压电材料振动特性来驱动的压电马达，惟其频率并不限于超声波的范围。早在一九四八年威廉和布朗就申请了「压电马达」的美国专利；一九六一年宝路华钟表公司研制出音叉驱动的手表；一九七〇～一九七二年西门子和松下两公司发展出线型压电步进马达，不过因为无法达到较大的输出力及效率，所以当时并没有普遍地应用。
一九七三年美国IBM公司的巴特（H.V. Barth），首次提出利用压电组件以超声波振动的方式来驱动的马达，但因为磨耗上的问题，和之前的手表案例一样，仅发表出来而没有实际上的应用。几乎同时，俄国人V.H. Lavrinenko也设计了一些驱动原理相同的马达结构；一九七八年瓦西里耶夫（P.E. Vasiliev）则是利用超声波转换器作为马达的驱动来源，不过都没有发展出完整的马达结构。
一九八○年日本指田年生（Toshiiku Sashida）研制出以振动片驱动的超声波马达，具有较完整的马达结构。至此，以压电材料产生超声波振动来驱动马达的概念就开始慢慢地发展起来。虽然因为磨耗以及温度上升等问题，使得这些超声波马达仍然没有实际的应用，不过已具有高精度、低速高转矩等特色。
直到一九八二年，指田年生又发展出一种新型的超声波马达驱动方式，在设计上已经考虑到磨耗的改善，这才是第一个真正达到具有商业应用价值的超声波马达，且首先应用在照相机的自动对焦系统中，这也是目前使用超声波马达最多的领域。
佳能的EF自动对焦镜头都内置了两个马达，一个负责自动对焦，另一个负责电磁光圈，佳能自动对焦马达有三大类，弧形马达(ARC FORM DRIVE，简称AFD)，超声波马达(ULTRASONIC MOTOR，简称USM)和微型马达(MICRO MOTOR，简称MM)。
弧形马达是佳能EF自动对焦镜头中最早使用的马达，它是一种弧形无刷电机，这样它就可以安放在镜头圆柱壮的镜筒内而不用改变镜筒的形状了，由于其转子小巧的尺寸使得它有非常好的开始/停止反应和控制力，又由于它的无刷设计使得它有很长的使用寿命。虽然随着高性能的超声波马达和成本更低的微型马达的出现，使用这种马达的镜头在现在已经不多见了，但在某些著名的EF镜头中我们仍然能“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柔焦镜头等。
超声波马达和传统的马达有很大区别，不管传统的马达有多少种，其原理一般就是将电磁力转变为转动力，而超声波马达的转动力则是产生于超声波振动的能量。如上所述，超声波马达分环形和微型超声波马达两种。
环形超声波马达的定子和转子的直径和镜筒直径相当，可以和镜筒完美的结合。超声波马达的优点在于：一. 由于其低转速和高扭矩的特性，使得它可以直接驱动镜头而不需要额外的减速机构；二. 定位扭矩大，换句话说就是当马达停下来的时候，镜头就像有刹车那样自动停止对焦；三. 结构非常简单；四. 对启动和停止的控制能力非常好，它可以快速启动，也可以立即停止，而且可以被很精确地控制；五. 操作起来非常安静—几乎无声。除此之外，佳能的环形超声波马达还有如下特点：六. 其高效率和低能耗的特性使得它可以用相机的电池来供电；七. 环状的马达和镜头镜筒非常合适；八. 低旋转速度非常适合镜头的驱动；九. 旋转速度可以在0.2RPM(五分钟旋转一周)到80RPM(每分钟旋转80周)的大范围内连续无级的调整，所以可以实现对镜头的高精度和高速驱动；十. 可以实现高精度的手控电驱动的调焦，即所谓的全时手动功能；十一. 操作温度范围非常宽，可以在摄氏零下30度到零上60度的温度环境下正常工作，保证了恶劣环境下的稳定操作。
微型超声波马达和环形超声波马达不一样，它的定子和转子等被整合在一个非常小的装置中，与环形超声波马达相比有如下的特点：由于没有镜头直径的限制，微型超声波马达可以不用考虑光学系统的结构而装在各种镜头内；其转子、定子和能量输出部分被整合到一个非常小的装置中，因此它的尺寸和重量大约只是环形超声波马达的一半；其成本只是普通环形超声波马达的三分之一，因此可以大规模的用于低成本的镜头中。
一般来说环形超声波马达主要用于L级专业镜头，而微型超声波马达则主要被用于我们所说的业余镜头中，但在佳能的业余镜头中也有使用环形超声波马达的镜头，它们是：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，这样作为普通摄影爱好者的我们如使用上述几款镜头也能感受环形超声波马达带来的宁静、高速的自动对焦和全时手动的乐趣。
微型马达，除了弧形马达和超声波马达外，佳能还有另外一种马达—微型马达，微型马达一般用于佳能价格很低的普及镜头中，如EF50mm f/1.8II和那些非USM的普及型变焦镜头，如EF28-80mm f/3.5-5.6; EF75-300mm f/4-5.6等，但佳能有一款“很有名”的镜头也用的是微型马达，它就是EF100mm f/2.8 Macro微距镜头，想来佳能认为一般使用微距的人是不会使用自动对焦的吧。
全时手动和内对焦/后对焦在佳能EF镜头中的应用
一般来说，使用环形超声波马达的镜头都可以实现全时手动，而使用微型超声波马达的镜头则不行，但这并不表明微型超声波马达不能实现全时手动，比如著名的EF50mm f/1.4使用的就是微型超声波马达，但它和那些使用环形超声波马达的镜头一样，也可以全时手动，所以我们可以说佳能为了保持环形超声波马达的“优越性”不愿意将全时手动这一个非常有用的功能赋予所有的微型超声波马达。
使用环形超声波马达的镜头一般都是采用内对焦或后对焦结构的，因此在对焦时镜头的前镜片是不会跟着转动的，而大多微型超声波马达和微型马达和许多使用弧形马达的镜头则不行，当然也有例外如使用弧形马达的EF135mm f/2.8 Soft Focus柔焦镜头，EF24mm f/2.8和已经被EF17-35mm f/2.8 L USM取代的EF20-35mm f/2.8 L等早期上市的EF镜头

⑺ 超声波马达对于镜头影响

一. 由于其低转速和高扭矩的特性，使得它可以直接驱动镜头而不需要额外的减速机构；
二. 定位扭矩大，换句话说就是当马达停下来的时候，镜头就像有刹车那样自动停止对焦；
三. 结构非常简单；
四. 对启动和停止的控制能力非常好，它可以快速启动，
也可以立即停止，而且可以被很精确地控制；
五. 操作起来非常安静—几乎无声。除此之外，佳能的环形超声波马达还有如下特点；
六. 其高效率和低能耗的特性使得它可以用相机的电池来供电；
七. 环状的马达和镜头镜筒非常合适；
八. 低旋转速度非常适合镜头的驱动；
九. 旋转速度可以在0.2RPM(五分钟旋转一周)到80RPM(每分钟旋转80周)的大范围内连续无级的调整，所以可以实现对镜头的高精度和高速驱动；
十.可以实现高精度的手控电驱动的调焦，即所谓的全时手动功能；
十一.操作温度范围非常宽，可以在摄氏零下30度到零上60度的温度环境下正常工作，保证了恶劣环境下的稳定操作。

⑻ 超声波电机的超声波电机原理

与传统的电机不同，超声波电机无绕组和磁极，无需通过电磁作用产生运动力。一般由振动体(相当于传统电机中的定子，由压电陶瓷和金属弹性材料制成)和移动体(相当于传统电机中的转子，由弹性体和摩擦材料及塑料等制成)组成。在振动体的压电陶瓷振子上加高频交流电压时，利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声频段(频率为20KHZ以上)产生微观机械振动。并将这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。
实现超声波驱动有两个前提条件：首先，需在定子表面激励出稳态的质点椭圆运动轨迹；其次，将定子表面质点水平方向的微观运动转换成转子的宏观运动或平动。第一个前提条件对应着机电能量转换，利用逆压电效应由电能转化成机械振动能：第二个前提条件对应着运动形式转化，往往通过定转子间的摩擦力来实现，近年来亦有通过气体或液体为中间介质接触为非接触型超声波电机，也称为声悬浮超声波电机。从超声电机的工作原理可见，其正常工作离不开两个能量转换作用：机电转换作用和摩擦转换作用。机电转换作用是指压电陶瓷的逆压电效应，即对压电陶瓷振子加高频振荡电流，使它以超声波的频率振动。摩擦转换作用是指弹性体(定子与压电陶瓷的合称)的振动经过定子与转子工作面间的摩擦作用转化成转子的直线运动或旋转运动。要保证大力矩输出、止动性好，必须满足的条件就是有效足够的机电转换作用和有效稳定的摩擦转换作用。

⑼ USM环形超声波马达是连接在变焦环上吗

首先，我向你指的是对焦环

其次，不是直接连接，超声波马达和对焦环没有硬性连接

说得简单通俗一点，你可以认为是里面有个吹风机，吹出的风让对焦环转动（像风吹动风车），而不是通过机械连接让变焦环转动，所以当手拧动对焦环时，不会像老式机械马达那样把全部的扭力传回驱动电机，造成对电机的损坏

⑽ 超声波马达的特点

USM的基本特点：
1、具有低转速大扭矩的输出特性；
2、制动力矩大；
3、结构简单；
4、马达启动和制动的可控性非常好；
5、转动声音非常小，几乎无声。
Canon环形USM除具备上述基本特点外，自身的特点：
6、高效率，低功耗；
7、环形的马达可以与镜身完美地结合；
8、低转速，特别适合镜头的AF驱动；
9、转动速度可以在0.2rpm ~ 80rpm范围内任意控制；
10、可以实现灵敏度可调的电子MF；
11、工作环境温度是：-30℃ ~ +60℃。
Canon曾经公布过的三种规格的环形USM：
USM-M1 USM-L1 USM-L2
尺寸(mm)： φ62-54 x 10 φ77-67 x 10 φ72-63 x 10
用于镜头： 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 ……
现在基本使用的是USM-M1和USM-L1，USM-L2已经不再使用。