Načelo piezoelektrične keramične pločevine: Ko na keramično ploščo deluje tlak ali napetost, se na obeh koncih keramične plošče ustvarijo naboji nasprotne polarnosti, skozi vezje pa se ustvari tok. Ta učinek se imenuje piezoelektrični učinek. Če pretvornik iz te piezoelektrične keramike vstavimo v vodo, bodo pod delovanjem zvočnih valov na obeh koncih pretvornika, ki je sprejemnik zvočnega vala, inducirani naboji. Poleg tega je piezoelektrični učinek reverzibilen. Če na piezoelektrično keramično ploščo nanašamo izmenično električno polje, bo keramična plošča občasno tanjša in debelejša ter bo vibrirala in oddajala zvočne valove. Zato je problem ultrazvočnega oddajnika rešen.
Za piezoelektrične keramične pretvornike obstajata dva materiala: magnetostriktivne kovine in piezoelektrična keramika. Namen tega članka je oblikovanje pretvornikov za visoko zmogljivo mehansko ultrazvočno obdelavo, zato so obravnavani samo piezoelektrični keramični pretvorniki. Kot nekakšno omrežje za prenos energije ima piezoelektrični keramični pretvornik problem učinkovitosti pretvorbe energije. Učinkovitost pretvorbe je povezana z izbiro materiala pretvornika, obliko vibracij, strukturo mehaničnega sistema vibracij (vključno z nosilnim mehanizmom) in delovno frekvenco. Zato je treba pri načrtovanju ultrazvočnih pretvornikov upoštevati različne dejavnike, kot so zvočna impedanca, frekvenčni odziv, ujemanje impedance, zvočna struktura, način vibracij in materiali za pretvorbo ter kako načrtovati in uskladiti te dejavnike za doseganje elektroakustične pretvorbe. najboljša vrednost.
Piezoelektrični keramični pretvornik je elektronski keramični material s piezoelektričnimi značilnostmi. Glavna razlika od tipičnega piezoelektričnega kvarčnega kristala, ki ne vsebuje feroelektričnih komponent, je ta, da so glavna sestavina kristalne faze vsa feroelektrična kristalna zrna. Ker so keramika polikristalni agregati z naključno usmerjenimi zrni, je tudi spontani polarizacijski vektor vsakega feroelektričnega zrna dezorientiran. Da bi keramika pokazala makroskopske piezoelektrične lastnosti, je treba piezoelektrično keramiko po vžganju polarizirati v močnem enosmernem električnem polju, na čelni strani pa je izpostavljeno več elektrod, tako da je polarizacijski vektor prvotne neurejene usmeritve prednostno usmerjen v smer električnega polja. Po odpravi električnega polja bo piezoelektrična keramika po polarizacijski obdelavi ohranila določeno makroskopsko preostalo polarizacijsko moč, tako da bo imela keramika določen tlak.
