PVDF動(dòng)態(tài)特性研究與鍵盤(pán)應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、PVDF壓電薄膜具有獨(dú)特的介電效應(yīng)、壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)，與傳統(tǒng)的壓電材料相比，具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大、力電轉(zhuǎn)換靈敏度高、機(jī)械性能強(qiáng)度高和聲阻抗易匹配等特點(diǎn)，可以滿(mǎn)足某些特殊傳感器和執(zhí)行器件的要求。因此，在工業(yè)控制、儀表測(cè)試、水聲測(cè)量、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。
　　 本文根據(jù)壓電材料的壓電效應(yīng)及壓電方程，分析了PVDF壓電薄膜的工作原理和工作模式，介紹了拉伸模式和厚度模式下對(duì)應(yīng)的壓電方程，分析了PVDF壓電薄膜

2、的等效模型及測(cè)量電路。通過(guò)激振器激勵(lì)等強(qiáng)度梁產(chǎn)生正弦振動(dòng)，測(cè)量并記錄布置于等強(qiáng)度梁上的PVDF壓電傳感器和電阻應(yīng)變片的輸出波形，研究了PVDF傳感器的低頻特性，證明了與電阻應(yīng)變片相比，PVDF壓電傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在臺(tái)式?jīng)_擊臺(tái)上對(duì)比PVDF壓電傳感器與加速度傳感器的輸出信號(hào)，分析了PVDF傳感器的高頻沖擊特性。實(shí)驗(yàn)表明PVDF壓電薄膜具有耐高沖擊強(qiáng)度、耐疲勞能力。
　　 本文利用PVDF壓電薄膜的沖擊

3、特性，將PVDF壓電傳感器作為機(jī)電轉(zhuǎn)換元件替代傳統(tǒng)接觸式鍵盤(pán)觸點(diǎn)來(lái)檢測(cè)手指按壓力，并確立PVDF傳感器的工作模式和測(cè)量方法，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)械加載裝置的無(wú)接觸式鍵盤(pán)。設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)由緊密結(jié)合的上電極保護(hù)層、單層壓電薄膜和帶有凹槽的一體化下電極基座構(gòu)成，并設(shè)計(jì)了以比較器為核心的按鍵檢測(cè)電路。以4x2鍵盤(pán)為例，對(duì)單個(gè)按鍵、相鄰按鍵間以及非按鍵區(qū)與按鍵區(qū)之間的干擾進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用PVDF壓電薄膜可以完成按鍵功能檢測(cè)，且制作的PVD