聲發射源（缺陷）在外力誘導下發出一種應力脈沖波即聲發射信號。這種應力脈沖波即聲發射信號是機械振動波在聲發射源所在材料中傳播。所謂聲發射檢測就是檢測接收上述聲發射信號并進行分析得到聲發射源（缺陷）的信息。由于聲發射信號的每個脈沖都包含著一個頻率譜，這個頻率譜所包括的頻率范圍可以從幾赫茲到幾十個兆赫茲，因此，在進行某項具體的檢測工作時，首先應該知道所要檢測的缺陷在外力作用下產生的聲發射的大致頻率范圍，然后再從這個總范圍內選擇一個最適合的頻率窗口，以便濾去噪聲的干擾。一般的機械噪聲和電氣噪聲的頻率都比較低，因此在聲發射檢測中首先要確定頻率窗口的下限。在頻率窗口確定后，就能依此為根據來選定傳感器和帶通濾波器。
3.1 探測處理轉換過程——壓電效應等
固體介質中傳播的聲發射信號含有聲發射源的特征信息，要利用這些信息反映材料特性或缺陷發展狀態，就要在固體表面接收這種聲發射信號。聲發射信號是瞬變隨機波信號，垂直位移極小約為10-7~10-14米，頻率分布在次聲到超聲頻率范圍（幾赫茲到幾十兆赫茲）。這就要求聲發射檢測儀器具有高響應速度、高靈敏度、高增益、寬動態范圍、強阻塞恢復能力和頻率檢測窗口可以選擇等性能。在實際的聲發射檢測過程中，檢測到的信號往往是經過多次反射和波形變換的復雜信號。聲發射信號由傳感器接收并轉換成電信號，傳感器根據特定的校準方法，給出頻率—靈敏度曲線，據此可根據檢測目的和環境選擇不同類型、不同頻率和靈敏度的傳感器。
傳感器是利用某些物質（如半導體、陶瓷、壓電晶體、強磁性體和超導體等）的物理特性隨著外界待測量作用而發生變化的原理制成的。它利用了諸多的效應（包括物理效應、化學效應和生物效應）和物理現象，如利用材料的壓阻、濕敏、熱敏、光敏、磁敏和氣敏等效應，把應變、濕度、溫度、位移、磁場、煤氣等被測量變換成電量。而新原理、新效應的發現和利用，新型物性材料的開發和應用，使物性型傳感器得到很大的發展。因此了解傳感器所基于的各種效應，對其理解、開發和應用都是非常必要的。在聲發射檢測過程中，通常使用的是壓電效應。
壓電效應是可逆的，它是正壓電效應和逆壓電效應的總稱。習慣上把正壓電效應稱為壓電效應。
當某些電介質沿一定方向受外力作用而變形時，在其一定的兩個表面上產生正負異號電荷，當外力去掉后，又恢復到不帶電的狀態，這種現象就被稱為正壓電效應。電介質受力所產生的電荷與外力的大小成正比，比例系數為壓電常數，它與機械形變方向有關，對一定材料一定方向則為常量。電介質受力產生電荷的極性取決于變形的形式（壓縮或伸長）。
具有明顯壓電效應的材料稱為壓電材料，常用的有石英晶體、鈮酸鋰LiNbO3、鎵酸鋰LiGaO3、鍺酸鉍Bi12GeO20等單晶和經極化處理后的多晶體如鈦酸鋇壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛系列壓電陶瓷PZT。新型壓電材料有高分子壓電薄膜（如聚偏二氟乙烯PVDF）和壓電半導體（如ZnO、CdS）。單晶材料的壓電效應是由于這些單晶受外應力時其內部經格結構變形，使原來宏觀表現的電中性狀態被破壞而產生電極化。經極化（一定溫度下加以強電場）處理后的壓電陶瓷、高分子壓電薄膜的壓電性是電疇、電極偶子取向極化的結果。
利用正壓電效應制成的壓電式傳感器，將壓力、振動、加速度等非電量轉換成電量，從而進行精密測量。
當在電介質的極化方向施加電場，某些電介質在一定的方向上將產生機械變形或機械應力，當外電場撤去后，變形或應力也隨之消失，這種物理現象稱為逆壓電效應。利用逆壓電效應可制成超聲波發生器、壓電揚聲器、頻率高度穩定的晶體振蕩器（如每晝夜誤差<2×10-5s的石英鐘、表）等。逆壓電效應可用于聲發射信號產生。
由于壓電轉換元件具有自發電和可逆兩種重要性能，加上它體積小、重量輕、結構簡單、工作可靠、固有頻率高、靈敏度和信噪比高等優點，因此，壓電式傳感器的應用獲得迅速的發展。利用正壓電效應研制的壓電電源、煤氣爐和汽車發動機的自動點火裝置等多種電壓發生器；在測試技術中，壓電轉換元件是一種典型的力敏元件，能測量最終可變換成力的那些物理量，例如壓力、加速度、機械沖擊和振動等，因此在聲學、力學、醫學和宇航等廣闊領域中都可見到壓電式傳感器的應用。更有重要意義的是：根據生物壓電學的結果認識到生物都具有壓電性，人的各種感覺器官實際上是生物壓電傳感器。如根據正壓電效應治療骨折，可以加速痊愈；用逆壓電效應，對骨頭通電具有矯正畸形骨等功能。
壓電轉換元件的主要缺點是無靜態輸出，要求有很高的電輸出阻抗，需用低電容的低噪聲電纜，很多壓電材料的工作溫度只有250℃左右。
3.2 傳感器
當前，由于電子技術、微電子技術、電子計算機技術的迅速發展，使電學量最具有便于處理、便于測量等特點，因此傳感器通常由敏感元件、轉換元件和轉換電路組成，輸出電學量。這些元件的功能是：
敏感元件：直接感受被測量，并以確定關系輸出某一物理量（包括電學量）。
轉換元件：將敏感元件輸出的非電物理量，如位移、應變、應力、光強等轉換為電學量（包括電路參數量、電壓、電流等）。
轉換電路：將電路參數（如電阻、電感、電容等）量轉換成便于測量的電量，例如電壓、電流、頻率等。
有些傳感器只有敏感元件，如熱電偶，它感受被測溫差時直接輸出電動勢。有些傳感器由敏感元件和轉換元件組成，無需轉換電路，例如壓電式加速度傳感器。還有些傳感器由敏感元件和轉換電路組成，如電容式位移傳感器。有些傳感器，轉換元件還不只一個，要經若干次轉換才輸出電量。
目前，由于空間的限制或者技術等原因，轉換電路一般不和敏感元件、轉換元件裝在一個殼體內，而是裝在電箱內。但不少傳感器需通過轉換電路才輸出便于測量的電量，而轉換電路的類型又與不同工作原理的傳感器有關。因此，把轉換電路作為傳感器的組成環節之一。
傳感器的種類繁多，應用極廣。但為了滿足各種參數的檢測，除了需要研制新型敏感元件，增加元件品種以及改善其性能外，還需用正確的構成傳感器的方法，即用敏感元件、轉換元件、轉換電路的不同組合方法，去達到檢測各種參數的目的。本節主要介紹壓電原理的聲發射傳感器。
3.2.1 結構
聲發射傳感器一般由殼體、保護膜、壓電元件、阻尼塊、連接導線及高頻插座組成。壓電元件通常采用鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇和鈮酸鋰等。根據不同的檢測目的和環境采用不同結構和性能的傳感器。其中，諧振式高靈敏度傳感器是聲發射檢測中使用最多的一種。單端諧振式傳感器的結構簡單，如圖3.1所示。將壓電元件的負電極面用導電膠粘貼在底座上；另一面焊出一根很細的引線與高頻插座的芯線連接，外殼接地。