PVDF+压电薄膜及其传感器的制备与性能研究

华中科技大学硕士学位论文摘要PVDF（Polyvinylidene fluoride，聚偏氟乙烯）压电薄膜作为一种新型高分子压电材料，由其制成的传感器具有灵敏度高、频带宽、声阻抗低、电压输出高和可加工成特定形状等优点，被广泛用于各个领域。

本文对镀银PVDF压电薄膜的基本力学性能，不同温度场下的振动特性和不同厚度薄膜的压电效应进行了实验研究与分析，具体研究内容及结论如下：首先，选用了厚度分别为40μm、64μm和122μm（上下表面镀银层均为6μm）的PVDF压电薄膜，利用纤维拉伸试验机对其平行分子链方向（1方向）和垂直分子链方向（2方向）分别进行拉伸力学性能测试，获得了相应的应力-应变曲线。

试验结果表明：在弹性阶段，两个方向的力学性能较为接近，但进入塑性阶段，两个方向的力学性能差异明显，表现出强烈的各向异性。

其次，制作了厚度分别为40μm、64μm和122μm的PVDF悬臂梁试样，利用非接触式振动测试系统，测试了其在不同温度场下的振动特性，并获得了其一阶固有频率。

实验结果表明：PVDF悬臂梁的一阶固有频率随着温度增加而减小，在初始升温阶段，频率值下降较为缓慢，而当温度升高到一定值时，频率值下降较快，同时，PVDF压电薄膜厚度越小，其固有频率受温度影响越大。

最后，基于非接触式振动测试系统，对PVDF压电薄膜的压电效应进行了实验研究。

三种不同厚度PVDF悬臂板压电效应实验结果表明：电压-频率曲线与幅频响应曲线具有很好的一致性，且输出电压峰值对应的激励频率与PVDF悬臂板共振频率一致，表明PVDF压电传感器输出电压与输入应变具有很好的线性关系，适宜于应变测量，且厚度较小的PVDF压电薄膜灵敏度较高。

本文对PVDF压电薄膜的基本性能进行了实验研究与分析，为PVDF压电传感器的设计与优化提供基础数据支撑，具有重要的工程应用价值。

关键词：PVDF压电薄膜；拉伸力学性能；振动特性；压电效应华中科技大学硕士学位论文AbstractAs a novel piezoelectric polymer material, the sensors made of PVDF(polyvinylidene fluoride) piezoelectric film have the advantages of high sensitivity, wide frequency band, low acoustic impedance, high voltage output, and can be processed into specific shapes,which are widely applied in various fields. In this paper, the basic mechanical properties, the vibration characteristics under different temperature fields, and the piezoelectric effect of silver-coated PVDF piezoelectric films were studied experimentally and analyzed. The specific research contents and conclusions are as follows: First, the PVDF piezoelectric films with different thickness of 40 μm, 64 μm, and 122 μm (the thickness of coated silver on the upper and lower surfaces is 6μm) were prepared. The tensile samples of PVDF piezoelectric film were tested in two directions using a fiber tensile tester,i.e.,parallel (1 direction) and perpendicular (2 direction) to the molecular chains, and the corresponding stress-strain curves were obtained. The experimental results show that: in the elastic stage, the mechanical properties of the two directions are practically identical,however ,in the plastic stage, the mechanical properties of the two directions are significantly different, showing a strong anisotropy.Next, PVDF cantilever specimens with thicknesses of 40μm, 64μm and 122μm were prepared respectively. The non-contact vibration test system was used to test the vibration characteristics of the PVDF cantilever beam under different temperature fields, and its first-order natural frequency was obtained. The experimental results show that the first-order natural frequency of the PVDF cantilever beam decreases with increasing temperature. In the initial heating stage, the frequency decreases more slowly, and when the temperature rises to a certain degree, it declines rapidly.Besides ,the smaller the PVDF film thickness is, the greater its natural frequency is affected by the temperature.Finally, based on the non-contact vibration test system, the piezoelectric effect of PVDF was investigated experimentally. The experimental results of three different thickness PVDF cantilever plates show that the voltage-frequency curve is in good agreement with the amplitude-frequency response curve, and the excitation frequency corresponding to the peak output voltage is consistent with the resonance frequency of the华中科技大学硕士学位论文PVDF cantilever plate, indicating the sensor’s output voltage has a good linear relationship with the input strain and is suitable for strain measurement. In the same time ,the sensor made of smaller thickness has higher sensitivity.In this paper, the basic properties of PVDF piezoelectric films were experimentally researched and analyzed,which provides the basic data reference for the design and optimization of PVDF piezoelectric sensors and has much significance in engineering application.Keywords: PVDF piezoelectric films; Tensile mechanical properties; Vibration characteristics; Piezoelectric effect.华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)1绪论 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2PVDF压电薄膜基本特性 (2)1.3PVDF传感器在不同应用领域国内外研究现状 (5)1.4本文主要研究内容及安排 (13)2PVDF压电薄膜力学性能实验研究 (15)2.1PVDF压电薄膜表面形貌表征 (15)2.2PVDF压电薄膜拉伸力学性能 (16)2.3实验结果及分析 (18)2.4本章小结 (22)3不同温度场下PVDF悬臂梁振动特性实验研究 (23)3.1悬臂梁固有频率 (23)3.2PVDF悬臂梁振动测试实验 (24)3.3实验结果与讨论 (27)3.4本章小结 (33)4PVDF悬臂板压电效应实验研究 (34)4.1PVDF压电传感器信号调理电路 (34)4.2PVDF悬臂板压电效应实验 (37)华中科技大学硕士学位论文4.3实验结果与分析 (40)4.4本章小结 (46)5总结与展望 (47)5.1总结 (47)5.2展望 (48)致谢 (49)参考文献 (51)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 研究背景和意义在日常生产活动中，结构的振动是一个很普遍的问题。

PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究共3篇PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究1PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究随着现代科技的不断进步，传感器已经广泛应用于各种电子设备和计量仪表中，传感器作为连接物理世界与数字世界的纽带，其性能不仅关系到设备的稳定性和性能，还关系到生活和工业领域的实际应用。

近年来，PVDF压电薄膜作为一种新型的传感器材料，受到了人们的广泛关注。

本论文从制备PVDF压电薄膜入手，探讨了PVDF压电薄膜的性能，并研究了其在压力传感器中的应用。

1. PVDF压电薄膜制备PVDF压电薄膜的制备过程主要分为以下两步，分别为拉伸和极化。

1.1 拉伸首先，需要将PVDF粉末通过非溶剂法制造成PVDF膜，然后将PVDF薄膜导入拉伸机中，利用一定的拉伸速度和力度拉伸成一定厚度的PVDF薄膜。

1.2 极化拉伸后的PVDF薄膜需要进行极化，将其放置在特殊的高温和高压环境中，使PVDF薄膜内部产生电极化作用，形成一定的电极化强度和方向，从而使PVDF薄膜产生压电效应。

2. PVDF压电薄膜性能PVDF压电薄膜的优点在于其具有极好的压电性能，也就是说，当其受到压力时，会产生一定的电荷输出。

此外，PVDF压电薄膜还具有极高的机械强度和稳定性，能够抵御一定的气氛和温度变化，并适用于多种环境条件。

此外，当PVDF压电薄膜与电荷放电器和电流放大器相连接时，可以将PVDF的输出信号放大和处理，以输出更具意义的信息。

3. PVDF压力传感器应用PVDF压电薄膜在压力传感器中的应用越来越广泛。

利用PVDF压电薄膜的压电效应，可以制作出一款高精度的压力传感器，可以独立地感知机械压力、机械挤压等多种变化。

此外，PVDF 压电薄膜在测量生物信号、声音、震动等方面也有广泛的应用，是一种具有广泛应用前景的新型传感器材料。

总之，PVDF压电薄膜是一种非常重要的材料，有着极佳的压电性能和稳定性能，能够被广泛应用于传感器和其他电子元器件中。

PVDF压电薄膜传感器的标定技术PVDF压电薄膜传感器只能测量动态压力，因此我们要确定它的动态灵敏度系数。

本实验主要测试低应力下自制传感器的动态灵敏度，因此，采用落锤冲击装置对PVDF压电薄膜传感器进行标定实验。

一、落锤装置标定PVDF传感器的实验方案（一）实验原理PVDF压电薄膜传感器灵敏度标定装置是由标准压力传感器、PVDF压电薄膜传感器、1个2.2kg重锤（Ф60×100）、1个1mL油缸、1个油缸活塞杆（Ф8×70）、1个活塞杆定位套、两台电荷放大器、一台示波器等组成。

该装置是利用重锤、活塞杆和油缸中的硅油相互作用过程中形成毫秒量级的动态压力扰动，压力波形接近半个正弦波，在记录仪器中可以获取标准压力传感器的输出信号和被标压力传感器的输出信号，经数据处理后可以得到被标压力传感器的灵敏度和非线性误差水平，实现PVDF压电薄膜传感器的标定。

PVDF压电薄膜传感器灵敏度标定装置的主要参数如下：重锤质量约为M2=2200g，此值是设计与调试中主要控制参数之一；重锤最大落高约为hmax≈1300mm；重锤最大打击速度约为umax=（2ghmax）0.5=5m/s，此值是设计与调试中主要控制参数之一；油缸中硅油质量约为M1=1.2g，此值是设计与调试中主要控制参数之一；因为本实验需要的压力不高，所以直接手动用落锤打击产生超压。

（二）实验装置实验使用的实验装置主要由标准压力传感器、PVDF压电薄膜传感器、落锤冲击装置、两台电荷放大器、一台示波器。

（1）标准压力传感器。

我们采用比较测试法对PVDF压电薄膜传感器进行标定实验，对自制传感器和标准传感器输入相同的激励信号，通过测量它们的输出信息，比较两个传感器输出的电压波形，计算出PVDF压电薄膜传感器的灵敏度，其中标准传感器的灵敏度为2.436pc/bar。

（2）落锤装置。

落锤装置是由1个2.2kg重锤（Ф60×100）、1个1mL油缸、1个1.5m长圆筒式滑轨、1个油缸活塞杆（Ф8×70）、1个活塞杆定位套组成的。

pvdf压电薄膜传感带
PVDF压电薄膜传感带是一种利用聚偏氟乙烯（PVDF）材料制成的压电传感器。

PVDF是一种具有压电效应的聚合物材料，它可以将机械压力转换为电信号。

PVDF压电薄膜传感带通常用于测量和检测应变、压力、力和触摸等物理量，广泛应用于医疗设备、工业自动化、电子设备和触摸屏等领域。

从材料角度来看，PVDF压电薄膜传感带具有良好的压电性能，具有高灵敏度、快速响应和稳定的特点。

它的柔韧性和薄膜结构使其适合于嵌入式传感应用，能够适应复杂的曲面和结构。

从应用角度来看，PVDF压电薄膜传感带可以用于制作触摸传感器、压力传感器、力传感器等各种类型的传感器。

在医疗设备中，它可以用于制作生理信号采集传感器，如心电图贴片、血压测量仪等。

在工业领域，它可以应用于机械手臂的力控制、触摸屏的触摸控制等方面。

在电子产品中，它可以用于制作触摸开关、触摸笔等电子产品。

总的来说，PVDF压电薄膜传感带具有广泛的应用前景，其高灵敏度、快速响应和良好的适应性使其成为各种传感器领域的重要材
料之一。

随着科学技术的不断发展，PVDF压电薄膜传感带在传感技术领域的应用将会更加广泛，为人们的生活和工作带来更多便利和可能性。

《BTO NWs-PVDF柔性复合薄膜制备及其压电性能研究》篇一BTO NWs-PVDF柔性复合薄膜制备及其压电性能研究一、引言随着科技的不断进步，柔性电子器件在众多领域中得到了广泛的应用。

其中，压电材料作为柔性电子器件的重要组件，其在能量收集、传感器等方面有着巨大的应用潜力。

特别是钙钛矿型钛酸铋锶（BTO）纳米线（NWs）因其优良的压电性能而备受关注。

而聚偏二氟乙烯（PVDF）因其具有良好的柔韧性和可加工性，在制备柔性复合薄膜中常被用作基底材料。

因此，本文旨在研究BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备工艺及其压电性能。

二、BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备1. 材料与设备实验所使用的BTO NWs、PVDF、有机溶剂、分散剂等材料，以及相关实验设备如磁力搅拌器、烘箱、涂布机等。

2. 制备工艺（1）将BTO NWs与有机溶剂混合，进行磁力搅拌以获得均匀的BTO NWs分散液；（2）将PVDF溶解于有机溶剂中，制备成PVDF溶液；（3）将BTO NWs分散液与PVDF溶液混合，加入适量的分散剂，进行磁力搅拌以获得均匀的混合液；（4）将混合液涂布于基底上，经过烘烤、冷却等工艺，制备出BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜。

三、压电性能研究1. 压电性能测试方法采用压电测试仪对BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的压电性能进行测试，包括压电系数、介电常数等参数。

2. 结果与分析（1）通过压电测试，发现BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜具有较高的压电系数和介电常数；（2）分析表明，BTO NWs的加入有效地提高了PVDF的压电性能；（3）此外，薄膜的柔韧性良好，可应用于柔性电子器件中。

四、结论本文成功制备了BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜，并对其压电性能进行了研究。

实验结果表明，该复合薄膜具有较高的压电系数和介电常数，且具有良好的柔韧性。

BTO NWs的加入有效地提高了PVDF的压电性能，使得该复合薄膜在柔性电子器件中具有广阔的应用前景。

0—3型PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能研究的开题报告题目：0—3型PZT/PVDF压电复合材料的制备及其性能研究本研究旨在制备一种新型的0—3型PZT/PVDF压电复合材料，并对其性能进行研究和分析。

具体研究内容和方案如下：一、研究背景和意义随着现代科学技术的不断进步，压电材料的应用范围越来越广泛，特别是在传感器、聚焦器、换能器等领域中的应用。

而PZT和PVDF材料则是目前在压电领域中应用广泛的材料。

PZT材料具有良好的压电性能，但是在某些情况下会产生疲劳现象；而PVDF材料则具有良好的化学稳定性和热稳定性等优点。

因此，将PZT和PVDF这两种材料进行复合可以克服各自的缺点，同时保留各自的优点，形成一种性能较为理想的压电复合材料。

二、研究内容和方案1. 研究PZT材料的制备和性能测试方法。

采用溶胶-凝胶法制备PZT陶瓷复合材料，并对其进行压电性能测试。

2. 研究PVDF材料的制备和性能测试方法。

采用溶液法制备PVDF薄膜，并对其进行压电性能测试。

3. 制备0—3型PZT/PVDF压电复合材料。

结合上述两种材料的优点，制备0—3型PZT/PVDF压电复合材料，并对其进行性能测试。

其中，0代表PVDF材料的基质，3代表PZT陶瓷颗粒的体积分数。

4. 对0—3型PZT/PVDF压电复合材料进行性能测试。

测试其压电性能、疲劳性能、化学稳定性和热稳定性等。

5. 对0—3型PZT/PVDF压电复合材料的应用进行研究。

结合压电材料的特点和实际需求，研究0—3型PZT/PVDF压电复合材料在传感器、聚焦器、换能器等领域的应用。

三、预期成果和意义本研究的预期成果如下：1. 成功制备0—3型PZT/PVDF压电复合材料。

2. 对该材料的性能进行了详细综合的测试和分析，包括压电性能、疲劳性能、化学稳定性和热稳定性等。

3. 通过研究0—3型PZT/PVDF压电复合材料的应用，发现了其在传感器、聚焦器、换能器等领域的广泛应用前景。

pvdf膜的制备方法PVDF膜是一种常见的功能性材料，具有优异的电学、热学和机械性能。

它广泛应用于分离膜、电池膜、传感器膜等领域。

本文将介绍一种常用的PVDF膜制备方法。

PVDF膜的制备方法主要包括溶液法和热压法两种。

下面将分别介绍这两种方法的制备步骤和关键技术。

一、溶液法制备PVDF膜1. 原料准备：将PVDF粉末溶解在合适的有机溶剂中，如DMF、NMP等，制备成PVDF溶液。

在溶解过程中，需要搅拌并加热，直至PVDF完全溶解。

2. 膜材料浇筑：将制备好的PVDF溶液均匀地浇筑在平整的玻璃板上，形成薄膜。

3. 溶剂挥发：将浇筑好的溶液放置于通风处，使其自然挥发。

在挥发过程中，溶剂逐渐蒸发，PVDF形成固态结构。

4. 膜材料固化：将挥发后的膜材料放入烘箱中，进行温度升高，使PVDF膜材料完全固化。

固化温度根据具体需求而定，通常在100-150摄氏度之间。

5. 膜材料剥离：将固化后的PVDF膜从玻璃板上剥离下来，得到PVDF膜。

二、热压法制备PVDF膜1. 原料准备：将PVDF粉末溶解在有机溶剂中，制备成PVDF溶液，与溶液法相同。

2. 膜材料浇筑：将制备好的PVDF溶液均匀地浇筑在平整的玻璃板上，形成薄膜，与溶液法相同。

3. 溶剂挥发：将浇筑好的溶液放置于通风处，使其自然挥发，与溶液法相同。

4. 热压处理：将挥发后的膜材料放入热压机中，施加一定的压力和温度，使PVDF膜材料在短时间内固化。

热压温度和压力的选择需要根据具体需求和材料特性来确定。

5. 膜材料剥离：将固化后的PVDF膜从玻璃板上剥离下来，得到PVDF膜。

总结：通过溶液法和热压法，可以制备高质量的PVDF膜材料。

溶液法制备简单，适用于大面积膜的制备；热压法制备时间短，适用于小面积膜的制备。

根据具体需求，可以选择适合的制备方法，并通过调整工艺参数来控制膜的性能。

希望本文对您了解PVDF膜的制备方法有所帮助。

新型薄膜传感器的制备及性能研究随着科技的不断发展，传感器技术也得到了很大的发展和进步。

新型材料的发现和应用，使得传感器性能得到了质的飞跃。

薄膜传感器作为一种新型传感器，在医疗、环保和工业等领域得到了广泛的应用。

本文以新型薄膜传感器的制备及性能研究为主题，分别从制备方法和性能指标两个方面进行探讨。

一、制备方法1.传统制备方法传统的薄膜传感器制备方法主要有溅射、化学气相沉积和离子束沉积。

其中，溅射制备方法是最常用的一种。

这种方法能够制备出高质量且均匀的薄膜传感器，但是制备周期长且成本较高。

2.新型制备方法目前，越来越多的新型薄膜传感器制备方法被开发和研究。

比如说，最近研究人员提出了一种基于相变进行制备的新型薄膜传感器。

这种方法不需要复杂的制备工艺和成本，制备周期更短，同时具有良好的性能。

二、性能指标薄膜传感器的性能指标是评价其性能优劣的重要标准。

下面我们将分别从灵敏度、响应速度、稳定性和抗干扰性四个方面进行探讨。

1.灵敏度灵敏度是评价薄膜传感器性能的一个重要指标。

薄膜传感器的灵敏度越高，就能够更加准确地检测到目标气体的浓度。

同时，高灵敏度也意味着更高的信号噪声比，反映了传感器的信噪比优劣。

2.响应速度响应速度是评价薄膜传感器性能的另一个重要指标。

响应速度越快，意味着传感器能够更快地检测到目标气体的浓度变化，对于某些应用场景来说具有至关重要的作用。

3.稳定性稳定性是薄膜传感器的又一个重要指标。

稳定性好的传感器能够更加稳定地输出信号，不会受到环境变化的干扰或者传感器老化等因素影响。

4.抗干扰性抗干扰性是评价薄膜传感器性能的最后一个指标。

抗干扰性好的传感器可以在恶劣环境下工作，即使环境中存在其他干扰气体或者温度变化等因素，传感器能够正确地检测到目标气体浓度。

总之，薄膜传感器是一种新型传感器，在许多应用中都具有重要的地位。

随着技术的不断发展和创新，新型薄膜传感器的制备和性能也在得到不断的创新和提升。

《基于PVDF及PVDF-TM纤维膜的摩擦式纳米电机的制备、性能及应用研究》篇一基于PVDF及PVDF-TM纤维膜的摩擦式纳米电机的制备、性能及应用研究一、引言近年来，随着微纳机电系统（MEMS）技术的飞速发展，摩擦式纳米电机因其高灵敏度、低能耗等优点，在微纳尺度能量收集与转换领域受到了广泛关注。

其中，聚偏二氟乙烯（PVDF）及其复合材料因其优异的电性能和机械性能，被广泛应用于纳米电机的制备。

本文旨在研究基于PVDF及PVDF/TM纤维膜的摩擦式纳米电机的制备方法、性能分析以及应用研究。

二、制备方法1. 材料准备实验所需材料包括PVDF树脂、TM纤维、导电银浆、电极等。

PVDF树脂具有良好的压电性能和耐候性能，而TM纤维的加入可以进一步提高材料的机械强度和电性能。

2. 制备工艺首先，将PVDF树脂与TM纤维按一定比例混合，通过熔融共混、挤出、拉伸等工艺，制备出PVDF/TM纤维膜。

然后，将纤维膜切割成适当大小的片材，并利用导电银浆制备电极。

最后，通过摩擦发电效应，制备出基于PVDF及PVDF/TM纤维膜的摩擦式纳米电机。

三、性能分析1. 电性能分析通过测试样品的开路电压、短路电流、电荷密度等参数，评估样品的电性能。

实验结果表明，加入TM纤维的复合材料具有更高的压电性能和电荷密度。

2. 机械性能分析利用拉伸试验机测试样品的抗拉强度、断裂伸长率等指标，评估样品的机械性能。

实验结果显示，PVDF/TM纤维膜具有优异的机械强度和韧性。

3. 耐候性能分析将样品置于不同环境条件下，测试其性能稳定性。

实验结果表明，基于PVDF的材料具有良好的耐候性能，可在各种环境下稳定工作。

四、应用研究1. 微纳尺度能量收集摩擦式纳米电机具有高灵敏度、低能耗的优点，可应用于微纳尺度能量收集。

将基于PVDF及PVDF/TM纤维膜的摩擦式纳米电机应用于微纳能量收集装置中，可实现微小能量的有效转换与利用。

2. 自供电传感器利用摩擦式纳米电机的自供电特性，可制备出自供电传感器。

感器一、简介PVDF（聚偏氟乙烯）是一种独特的压电材料，由于其优良的力电耦合特性，被广泛应用于传感器领域。

PVDF压电薄膜MEAS振动传感器利用PVDF薄膜的压电效应，实现了对振动的高灵敏度检测，成为工业自动化、机械运行监测等领域不可或缺的重要设备。

二、 PVDF压电薄膜MEAS振动传感器的原理PVDF压电薄膜MEAS振动传感器主要由PVDF薄膜、电极和支撑结构组成。

当受到振动刺激时，PVDF薄膜会产生应力变形，导致其中的正负电荷分布不均，从而在电极上产生电压信号。

通过测量电极输出的电压信号，可以准确地监测和分析振动信号的频率、幅值和波形特征。

三、 PVDF压电薄膜MEAS振动传感器的特点1. 高灵敏度：PVDF材料的优良压电性能使得传感器能够对微小振动进行快速、准确的检测；2. 宽频响特性：传感器在频率范围内具有良好的线性响应特性，能够适应不同频率范围的振动信号检测；3. 耐腐蚀性：PVDF材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性能，能够适应各种恶劣环境的使用要求；4. 高温性能：PVDF材料具有良好的高温稳定性，能够在高温环境下稳定工作，适用于多种高温工况下的振动检测需求。

四、 PVDF压电薄膜MEAS振动传感器的应用领域1. 工业自动化：作为工业生产线上振动监测和故障诊断的重要设备，在各种机械设备和生产工艺中得到广泛应用；2. 汽车电子：用于车辆动力系统、底盘系统和乘员舒适性控制等方面的振动监测和控制；3. 石油化工：用于石油钻探、管道输送和化工生产过程中的振动监测和安全保障；4. 航空航天：用于航空器结构振动监测、发动机振动监测和空间飞行器振动控制以及航空航天领域的研究和测试等方面。

五、 PVDF压电薄膜MEAS振动传感器的未来发展随着工业自动化、智能制造和物联网技术的发展，振动传感器在各个行业的应用需求将更加广泛和深入。

PVDF压电薄膜MEAS振动传感器作为一种新型、高性能的振动传感器，具有良好的发展前景。

第19卷　第1期石家庄铁道学院学报Vol .19　No .12006年3月JOURNAL OF SH I J I A ZHUANG RA I L WAY I N STITUTE Mar .2006PV D F 压电薄膜结构监测传感器应用研究杜彦良,　宋　颖,　孙宝臣(石家庄铁道学院大型结构健康诊断与控制研究所,河北石家庄　050043) 摘要:压电材料是目前在智能材料系统研究中应用最为广泛的传感材料之一。

由于P VDF 压电薄膜具有制作成本低、机械性能好、灵敏度高等优点而受到了广泛关注。

以P VDF 压电薄膜作为结构监测的传感元件,对P VDF 的应变传感原理进行了研究,并建立了基于信号采集与处理的P VDF 应变监测系统,最后对P VDF 监测构件裂纹进行了实验。

实现了压电薄膜的应变与裂纹监测,为实际工程应用奠定了基础。

关键词:P VDF 压电薄膜;应变传感;裂纹监测中图分类号:TP212.9　文献标识码:A 文章编号:10063226(2006)01000104收稿日期:20050704作者简介:杜彦良　男　1956年出生　教授1　引言动态应变的测量一直是许多工程和力学工作者所关心的问题。

常用的应变传感器有金属电阻应变片和半导体应变片。

前者的灵敏度系数较低,后者的灵敏度系数有非线性和受温度影响大的缺点。

因而,开发研究新的应变测量技术是很有意义的[1]。

压电材料是智能材料系统中应用最为广泛的一类传感材料,近年来研制开发的P VDF 压电薄膜,由于柔性好、强度大、耐力学冲击、耐腐蚀和可以任意分割等优点而受到广泛应用。

尤其是它的压电电压常数高,与基体结合后对结构的性能影响很小,对于机械应力或应变的变化具有极快速的响应,频响范围宽(0.1Hz 到几个GHz ),因此更适合用作传感元件。

P VDF 测量应变,利用了P VDF 薄膜横向变形输出电荷的原理,由于P VDF 压电薄膜的电容较小,当它受外力作用时所产生的电荷很难长时间保持,因此更适宜用于结构的动态监测。