摘要:针对可集成在大曲率表面且能够测量多点动态压力的功能需求,设计了一种柔性微型阵列式PVDF(聚偏二氟乙烯)压电传感器。首先,针对PVDF压电薄膜的特性和应用场景设计了传感器结构,确定了传感器的工作原理;然后,建立了具有4个阵列单元的压电传感器的仿真模型,计算了压电传感器的理论测压能力,通过力电耦合仿真验证了传感器具有良好的动态响应能力和独立的阵列测压能力;最后,利用微加工技术制备了具有4个传感单元的柔性微型PVDF压电传感器,搭建了液体环境下的测压实验平台,实现了压电传感器在液体动态压力下的灵敏度标定,所测传感单元灵敏度为19.67 mV/kPa,阵列测压实验表明传感单元的压电响应趋势与被测压力一致,验证了传感器具备阵列采集动态信号的能力。
文章目录
1 引 言
2 传感器结构与原理
2.1 压电传感器的结构
2.2 压电传感器工作原理
3 传感信号的计算与仿真
3.1 单个压电传感单元理论计算
3.2 单个压电传感单元力电仿真
3.3 多个压电传感单元力电仿真
4 传感器的制备与测压实验
4.1 柔性微型阵列式PVDF压电传感器制备
4.2 液体环境下测压实验平台
4.3 压电传感器动态压力测试实验
5 结 论