压电陶瓷换能器是一种能够实现机械能与电能相互转换的器件，其工作原理基于压电效应。压电效应是指某些电介质（如压电陶瓷）在受到机械应力（压力或拉力）作用时，其内部会产生极化现象，并在晶体表面产生正负电荷。当外力去除后，电介质又会恢复到不带电的初始状态。
压电陶瓷换能器主要由压电陶瓷片和轻、重两种金属组成，在一定的温度下经过极化处理后，具有压电效应。当压力或张力施加到陶瓷片上时，陶瓷片的两端会产生极性相反的电荷，并通过电路产生电流。这种效应称为压电效应。如果将这种压电陶瓷制成的换能器放在水中，在声波的作用下，在换能器的两端会感应出电荷，从而起到声波接收器的作用。
压电陶瓷换能器的工作原理可逆，即将交变电场施加到压电陶瓷片上时，陶瓷片会周期性地变薄和变厚，同时产生振动并发射声波。这种特性使得压电陶瓷换能器在超声波发射和接收方面具有广泛应用。
压电陶瓷换能器具有以下特点：
体积小、重量轻，便于安装和携带。
不吸潮，适用于潮湿环境。
寿命长，性能稳定可靠。
制造容易，可做成各种形状，易于选择极化轴方向。
成本低，适合大规模生产。
压电陶瓷换能器广泛应用于无损检测、无线能量传输、结构健康监测和医学声学成像等领域。例如，在医学领域，压电陶瓷换能器用于制作超声刀、超声波清洗设备等。
总之，压电陶瓷换能器是一种高效、可靠且经济的能量转换器件，在许多领域具有广泛的应用前景。