品質(zhì)因數(shù)Q，也被稱品質(zhì)因素,，表征一個儲能器件(如電感線圈,、電容等)、諧振電路所儲能量同每周損耗能量之比的一種質(zhì)量指標(biāo),，元件的Q值愈大,，用該元件組成的電路或網(wǎng)絡(luò)的選擇性愈佳。

品質(zhì)因數(shù)Q是一種將總存儲能量與耗散能量（損耗）相關(guān)聯(lián)的屬性-

$$\begin{array}{r}Q=2\pi \left[\frac{\mathsf{\text{總存儲能量}}}{\mathsf{\text{每循環(huán)消耗的能量}}}\right]\end{array}$$

“每個周期耗散的能量”是維持固定量的振動所需的外部能量（功）,。如果分子和分母乘以頻率f（周期/秒）,，分母變成“能量耗散/秒”（即功率），因此上述方程也可以寫成- Q沒有單位

$$\begin{array}{r}Q=2\pi f\left[\frac{\mathsf{\text{總存儲能量}}}{\mathsf{\text{功率}}}\right]\end{array}$$

可以為任何系統(tǒng)（電氣,，機(jī)械等）或系統(tǒng)的任何單個組件或部分確定Q,。注意，對于系統(tǒng)（即,，沒有能量耗散）,，Q是無限的。

共振系統(tǒng)

對于自由振蕩的諧振系統(tǒng),，Q表示振蕩由于能量損耗而衰減的速率,。較高Q值表示衰減相對較慢（圖1的示例），而較低Q值表示相對較快的衰減,。

在超聲系統(tǒng)中,，能量損失可能來自振動材料內(nèi)部的內(nèi)部摩擦（隨著溫度的升高而出現(xiàn)），傳遞給支撐結(jié)構(gòu)或空氣的能量或傳遞給負(fù)載的能量,。另外,，換能器將由于電流而具有電（電阻）損耗。

非共振系統(tǒng)

盡管Q通常用于諧振系統(tǒng),，但這不是必需的,。 實(shí)際上，等式（1）和（2）可以等效地應(yīng)用于非諧振系統(tǒng),，尤其是電容器和電感器,。

非理想電容器（即損耗電容器）可以表示為與電阻RC串聯(lián)的理想電容器C。

對于電容器-

$$\begin{array}{rl}Q& =\frac{R_C}{(1/2\pi fC)}\\ & =R(2\pi fC)\end{array}$$

對于電感器-

$$\begin{array}{rl}Q& =\frac{R_L}{(2\pi fL)}\end{array}$$

字幕分別代表

RC =電容器的等效電阻
RL =電感的等效電阻
C =電容
L =電感
f =頻率

諧振器材料Q值

對于用于超聲諧振器的材料,，相關(guān)因素,。

Q值是一種材料特性（類似于彈性模量）。但是,，必須標(biāo)定測試條件,，因?yàn)镼可能取決于：

• 材料的熱處理。例如,，D2工具鋼在硬化后損耗(功率)明顯降低,，因此Q值更高。

• 零件所受的應(yīng)變。通常Q值會隨著應(yīng)變的增加而減小,，但這取決于材料的特定,。

Q值通常與頻率無關(guān)。

用于壓電陶瓷 Q值取決于操作條件（靜態(tài)壓縮,，電場,，溫度等）。

如果已知材料的Q值,，則可以根據(jù)公式以下確定存儲的能量（勢能（應(yīng)變能）或動能）,，可以計(jì)算出諧振器的理論功率—

$$\begin{array}{r}\mathsf{\text{Power}}=2\pi f\left[\frac{\mathsf{\text{Energy stored}}}{Q}\right]\end{array}$$