压电陶瓷位于后驱动器和前驱动器之间。为了在压电陶瓷上提供足够的预应力，后驱动器需要具有一定的刚度；这种刚度取决于后驱动器的长度、材料、直径和支撑后驱动器的方法，同样也适用于前驱动器。

为了调整到所需的纵向谐振，后驱动器和前驱动器的长度通常比最小要求要长。问题是，随着后驱动器或前驱动器长度的调整，压电陶瓷应该放在相对于换能器节点的什么位置？压电陶瓷的放置应考虑输出振幅、功率传输、损耗、频率稳定性和安装。

有两种基本的放置：压电陶瓷堆可以放置在位于节点中心位置或偏离节点的位置。

振幅注意事项

理论上，当压电陶瓷位于应变最高的位置（即在节点处）时，换能器的振幅将最大化；如果压电陶瓷远离节点，振幅将减小。

注意：随着压电陶瓷偏移量的增加，谐振频率也会增加。这是因为低模量的压电陶瓷材料实际上被高模量的前驱动材料（本例中为黄铜）所取代，从而使换能器变硬。

为了最大限度地提高输出振幅，前部驱动器的输出直径通常要比压电陶瓷的直径小，这类似于在变幅杆和工具头中建立增益。当最大化缩小直径大小时，振幅就会达到最大。然而，当压电陶瓷居中时，前驱动器的长度比偏置压电陶瓷短；与偏置压电陶瓷相比，这将在一定程度上减少振幅。需要进行分析以预测净振幅的影响。

虽然居中压电陶瓷在低驱动水平下提供最高振幅，但是必须考虑在非线性效应的较高驱动水平下，这可能不正确。

电源注意事项

换能器可以提供的近似最大功率由以下等式给出。

(1) P = 2 π f s E 3 2 ε 33 T κ e f f 2 Q M V

在所有其他条件相同的情况下，当机电耦合系数、机械Q值和压电陶瓷总体积达到最大时，功率将达到最大。有效机电耦合系数 κeff 取决于压电陶瓷相对于节点的位置以及压电陶瓷体积。

L_piezo= 压电陶瓷的长度

L_total= 换能器总长度

κ²_eff= 有效机电耦合系数的平方 [无单位]

max(κ²_eff)= 最大可能κ²_eff

(2) κ e f f 2 = f a 2 − f r 2 f r 2

f_a= 反谐振频率

f_r= 谐振频率

注释

压电陶瓷是每个换能器草图上的灰色区域。 端部质量（无阴影区域）是无源材料 ，即与压电陶瓷相同的材料，只是没有抛光（没有可用的压电效应）。 换能器的横截面沿其长度方向是不变的。

从上图中可以得出两个结论 :

• 无论压电陶瓷的位置如何，当压电陶瓷的长度为换能器长度的1/2时，κ²_eff 是最大的（L_piezo / L_total=0.5）。
• 对于任何给定的L_piezo / L_total，当压电陶瓷位于节点中心（上层实心曲线）而不是偏离节点（下层两条曲线）时，κ²_eff 值最大，偏离越大，κ²_eff 值越低。

考虑 κ_eff 和 Q_m 综合效应

在单独考了κ²_eff，压电陶瓷的最佳位置再次位于节点处（上曲线）。然而，最佳压电陶瓷长度从0.5减小到0.33（对应于上曲线的峰值）。此外，请注意，在较宽的范围内，上面的曲线曲率相对较低。例如，对于L_piezo/L_total介于0.2和0.5之间，曲线位于0.9以上，这意味着只要压电陶瓷的长度大于0.2 L_total，就可以合理地“接近最佳”。

压电陶瓷的波速约为3200米/秒(声音在固体中传播速度)，那么20KHz时的L_total为80毫米。那么最佳压电陶瓷长度将为 0.33 * 80 mm = 26 mm，“接近最佳”长度范围为16 mm至40 mm之间。

将压电陶瓷放置在远离节点的地方（应变减小的区域）可以减少压电陶瓷的振动损失。然而，由于机电耦合的减少，这个位置可能会大大减少可用的功率，最多可减少一半）。