PVDF性能研究及微力傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、壓電式微力傳感器的低能耗、高靈敏度、易于與壓電微執(zhí)行器集成等優(yōu)點(diǎn)使其具有良好的應(yīng)用前景。但是與目前較為成熟的壓阻式微力傳感器相比，壓電式微力傳感器的研究尚處于起步階段。本文以基于PVDF薄膜的微力傳感器為研究對(duì)象，以提高壓電微力傳感器的靈敏度，實(shí)現(xiàn)與壓電微執(zhí)行器的集成為目的，對(duì)PVDF薄膜懸臂梁式微力傳感器的設(shè)計(jì)、制作、測試進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在文中提出了一種簡單新穎的對(duì)于IPMC、PVDF驅(qū)動(dòng)器與感知方法一使IPMC與PVDF結(jié)合在一起

2、。由于IPMC和PVDF接近，激勵(lì)信號(hào)和感知信號(hào)產(chǎn)生了饋通耦合問題，提出了一個(gè)在實(shí)時(shí)操作上的巨大的挑戰(zhàn);本文中我們介紹將PVDF薄膜和探針合在一起，構(gòu)成微力傳感生物操作系統(tǒng)，通過對(duì)薄膜的標(biāo)定，可以實(shí)現(xiàn)微力的檢測。
　　本文系統(tǒng)分析了懸臂梁傳感原理，并用ANSYS軟件對(duì)PVDF進(jìn)行了力與位移分析，并推出PVDF懸臂梁形變、力、感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，為微力信號(hào)檢測電路的設(shè)計(jì)及IPMC/PVDF驅(qū)動(dòng)感知一體化的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，奠定了微

3、懸梁傳感元件的力信號(hào)檢測基礎(chǔ)。
　　利用N1的PCI6221數(shù)據(jù)采集卡，通過LabVIEW虛擬儀器分析壓電薄膜的傳感特性和頻率特性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并調(diào)試了壓電懸臂梁差分電荷放大電路。設(shè)計(jì)了一套PVDF/IPMC傳感實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要包括:前置放大器設(shè)計(jì)、差分電路設(shè)計(jì)、提壓電路，最后提出一種新穎的IPMC/PVDF聯(lián)合驅(qū)動(dòng)/感知的結(jié)構(gòu)和方法。
　　為便于微力傳感器的小型化，選用DSP數(shù)字信號(hào)處理器作為MCU，實(shí)時(shí)采集力信號(hào)并予以