换能器是将能量从一种形式转换为另一种形式的电气或电子设备。例如,立体声扬声器将录制的音乐的电信号转换为声音。许多人认为传感器是一种复杂的技术设备,旨在收集或传输信息。然而,实际上,任何转换能量的东西都可以被视为传感器。
传感器和执行器
立体声扬声器是一种换能器。传感器有许多不同类型,但最基本的是,它们可以分为两组:输入(传感器)和输出(执行器)。输入传感器获取某种物理能量(例如声波、温度或压力)并将其转换为可以读取的信号。麦克风,例如,co将撞击其隔膜的声波转换成可以通过电线传输的电信号。压力传感器将施加在其上的物理力转化为易于理解的数字或读数。
超声成像依靠换能器将声能转换为电脉冲。执行器接收电子信号并将其转换为物理能量。立体声扬声器的工作原理是将录音的电子信号转换为物理声波。电动机是机电换能器的另一种常见形式,可将电能转换为机械能来执行任务。
组合换能器
许多设备都可以工作通过结合传感器和执行器将能量从一种形式转换为另一种形式,然后再次回来。例如,录音带是通过使用传感器将来自麦克风拾音器的电信号(将声波转换为电信号)转换为磁带头上的磁波动来创建的。然后,这些磁波动由另一个传感器(在本例中为立体声系统)读取并转换,然后转回电信号。然后,该信号通过电线馈送到扬声器,扬声器将电信号转换回音频波。
压电换能器用于许多现场无线电和麦克风,因为它们可以将电能转化为机械作用,反之亦然。超声波成像也通过多次转换能量来工作。压电换能器用于将电能转换成高频频率声波(超声波),由机器聚焦并瞄准身体组织。这些波反弹回机器,传感器再次将它们转换成电信号。信号经过处理并发送到监视器以生成身体组织的图像。
许多类型的电启动器都使用压电传感器。其他日常任务通过使用多次转化的能量是可能的。打开电灯需要将电能转换成可见光。然而,首先必须产生电能;发电机是一种传感器,可将机械(或动)能转化为电能,然后可供其他设备使用。
效率
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音频盒是通过使用创建的传感器将来自麦克风拾音器的电信号转换为磁带头上的磁波动。与所有能量转换一样,传感器工作时会损失一些能量,但有些能量会损失更多比别人高效。无线电天线将射频功率转化为电磁场,是高效换能器的一个例子。当天线运行良好时,这个过程的效率可以超过80%。相比之下,大多数电动机的效率低于 50%,而普通白炽灯泡由于以热量形式损失的能量,效率低于 10%。








