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基于PVDF的低频超低频加速度传感器的研究

纪涛

  低频、超低频是一种常见的物理现象,广泛存在于各种机械设备、加工过程以及大型建筑物中。这种振动具有振动频率低,1Hz以下频率成分复杂,破坏力强等特点,因而对社会生产和生活造成了极大的危害,而超低频、低频的测量在国内外却无太大成效。因此,本文针对这种情况,在研究现有压电加速度传感器的基础上,提出了一种PVDF新型压电加速度传感器的设计理念和方法。 PVDF(聚偏氟乙烯)是一种新型的高分子聚合物型传感材料,具有压电性能好、灵敏度高、声阻抗低、频响宽、易布设、耐腐蚀等优点。 本文以PVDF压电薄膜作为敏感元件,建立了PVDF压电薄膜的等效模型与传感方程,为传感器敏感元件的设计提供了理论依据。 建立了加速度传感器的数学模型和传递函数,对其频响特性进行了分析。研究了传统传感器的结构特点,提出了一种新的传感器结构,并对其结构的各个部分,即敏感元件、弹性元件和惯性元件进行详细的建模,并分析了各自的特点。 另外,设计了传感器各部分的具体尺寸参数,讨论了传感器固有频率和灵敏度之间的制约关系,制作出了传感器实物。通过与标准传感器比较,研究了被测试传感器的特性,包括:电压灵敏度、频率响应特性以及电压灵敏度的非线性特性等性能指标,确定了传感器的频率工作范围。 最后,关于进一步的研究方向进行了简要的讨论。……   
[关键词]:低频振动;加速度传感器;PVDF;平膜片
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:昆明理工大学2010年
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