磁致伸缩换能器是以磁致伸缩材料为核心驱动部件制成的电磁机械装置,它拥有良好的电-磁-机耦合特性,具有响应速度快（微秒级）、控制精度和转换效率高等优点,可被广泛应用在精密加工控制、超声清洗、海洋科学和无损检测等领域。许多具体应用都需要磁致伸缩换能工作在高频激励状态下,致使磁致伸缩棒动态损耗增大,磁场不均匀度增加,产生集肤效应,磁场强度与磁化强度之间的耦合关系变得更为复杂,进而影响换能器输出特性的准确模型表征与实验测试。为此,本文基于磁致伸缩材料输出特性模型与换能器结构动力学模型,建立了高频磁致伸缩换能器输出特性模型;搭建实验测试系统,研究了适用于高频（＜20 k Hz）换能器的输出力、输出加速度、输出位移和输出功率的测试技术。本文的主要研究内容如下:1.考虑磁致伸缩材料电-磁-机-热场耦合效应,得到关于磁场强度的多场耦合材料应变方程;基于Jiles-Atherton模型,考虑磁致伸缩材料动态损耗影响,从能量守恒角度分析高频激励下磁化强度与磁场强度间耦合关系,结合安培定律建立了从输入电流到输出应变的材料模型;通过仿真计算,分析环境温度、机械预应力与动态损耗对材料输出特性的影响。2.结合动力学方程,采用机电类比的方法,建立了便于整体分析的换能器机电等效电路模型;基于磁致伸缩棒振动方程与两端边界条件,考虑变幅杆对输出特性的影响,结合材料输出模型建立了从输入电流到换能器输出端力、位移的分析模型;通过仿真计算,对比了器件机械结构对换能器输出特性的影响。3.使用阻抗分析仪测试换能器阻抗变化规律并辨识机电等效电路模型中参数;搭建磁致伸缩换能器输出特性实验系统,改变换能器驱动电流的幅值与频率,测试磁致伸缩换能器输出加速度与输出力;由于大体积高频换能器隔振困难,输出位移难以直接测量,通过对加速度信号频谱分析,间接得到换能器的输出位移特性。4.针对高频磁致伸缩换能器输出功率难以准确表征与直接测量问题,分析换能器的振动特性与声场功率,结合材料与器件输出模型建立换能器功率模型;通过测试换能器空载与带载情况下输出加速度与力,计算输出功率并验证模型准确性;结合输入电功率的测量得到换能器转换效率,测试了不同频率、不同负载质量对输出功率的影响。