由于相对形变与磁感应强度是偶函数关系，所以在交变磁场作用下，应变或应力会出现倍频效应，换能器辐射的超声波频率将为交变磁场的两倍。人们往往不希望出现这种情况。为了实现换能器同频的机电能量转换，需另加一个恒定的极化磁场，使换能器系统处于极化状态，当另有较小的交变磁场作用时，就可以得到同频的机电能量转换。对于这种极化系统，磁感应强度是由恒定的B0和交变的B两部分组成的，在B为谐和变化时，磁致伸缩应力由恒定力、同频力和倍频力组成，在倍频力远小于同频力时，同频力就作为磁致伸缩应力，它与磁感应强度的关系如下

式中，（B₀）为磁致伸缩应力常数，它是极化磁感应强度的函数。

同一种材料，B₀不同 （B₀）也会不同，要想得到最佳的磁致伸缩工作特性，除必须选择性能优异的磁致伸缩材料外，还需要选择优良的极化状态，即工作点，在该工作点上能得到最大的值。

②纵向磁致伸缩反效应（魏拉里效应）。对极化后的磁棒沿其长度方向施加外力时会产生相对形变，棒内的磁场强度会发生变化，这种效应叫纵向磁致伸缩反效应（或称魏拉里效应）。该效应可用下式表示

式中，H_〜为内部产生的附加磁场强度；λ（B₀）为反向磁致伸缩常数，它是B₀的函数。对于没有极化的磁棒，即使受外力作用发生形变，也不会产生磁场，换句话说，非极化的铁磁材料不存在反效应。

③涡流损耗。在铁磁物质中，当磁感应强度发生变化时，在其内部将产生感应电流，该感应电流所产生的磁场将阻碍磁感应强度的变化，阻碍铁磁材料的磁化，一部分能量被损耗掉变成热能，这种电流被称为涡流。涡流的存在导致动态导磁系数值的降低，且磁感应强度将会比磁场强度更滞后一个相位角φ2。

磁致伸缩换能器主要在10~100kHz的频段内应用，在这个频段内，涡流损耗的影响不能忽略。涡流损耗与外加磁场的频率、铁磁材料的电阻率以及材料的形状有关。为了降低涡流损耗，磁致伸缩材料通常都做成薄片形。考虑磁滞损耗和涡流损耗同时存在时，则材料的复导磁系数可写成下面的形式

式中，χ为涡流的去磁系数。

(3)磁致伸缩换能器的工作原理

磁致伸缩换能器是由磁致伸缩材料制作的铁芯外面缠绕线圈而成，如图4-5所示。当线圈中通以一定直流电流I₀产生最佳偏磁场H₀后，再通以交变电流I使其产生交变磁场H_〜，使H_〜重叠于之上，由此铁芯中的磁场将在水平上变化。在交变磁场H_〜的作用下，由于材料的磁致伸缩效应(焦耳效应)，换能器两端面产生与交流电频率相同的交变伸缩，当交变电流的频率与换能器的共振频率一致时，换能器端部振动最强烈，由此从换能器两端面向介质辐射出超声波。