压电薄膜传感器

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1、压电膜传感器技术手册压电薄膜传感器技术手册智美康科技（深圳）有限公司0755-89894565130489729291/60压电膜传感器技术手册目录表第一部分引言背景压电薄膜特性典型压电薄膜元件工作特性第二部分引线装接技术第三部分频率响应压电薄膜低频响应第四部分温度效应第五部分压电膜电缆及其特性第六部分压电基础第七部分热电基础第八部分基本电路概念电缆第九部分制造开关冲击传感器体育运动记分传感器乐器交通传感器第十部分振动传感音乐拾音机器监控轴承磨损传感器风扇叶片气流传感器断纱传感器自动售货机用传感器第十一部分

2、加速度计第十二部分超声应用医用成像NDT(无损探伤)液位传感器第十三部分声频扬声器话筒第十四部分声纳第十五部分将来的应用有源振动阻尼硅基传感器灵敏表皮第十六部分压电薄膜的应用第十七部分压电薄膜论文索引智美康科技（深圳）有限公司0755-89894565130489729292/60压电膜传感器技术手册第十八部分超声油墨位面感测的讨论引言传感器材料是将一种形式的能量转换为另一种形式的能量，并被广泛地应用在传感探测方面。微处理器应用的巨大增长推动了传感器在多种应用方面的需求。今天，在180亿美元的全球传感器市场

3、中压电聚合物传感器跻身在最快速发展的技术行列之中。像任何其他新技术一样，在很多应用中，“压电薄膜”已被考虑用作传感器的解决方案。自从压电膜聚合体被发现以来的20年中，这项技术已日趋成熟，实际应用层出不穷，技术的商业化进程正在加速。本手册对压电聚合体技术、术语、特性以及传感器设计思考等提供了综述，同时还探索了近年来业已成功开发出来的诸多传感器的应用项目。解决独特的传感方面问题是我们的应用工程师们特有的实力。我们很高兴有机会在您的设计中考虑压电膜传感器的应用时为您提供帮助。背景“压电”，希腊语叫做“压力”电，是

4、在100多年前由Gurie兄弟所发现的。他们发现，石英在电场的作用下会改变其外形尺寸，而相反，当受到机械变形时，则产生出电荷来。这项技术的首次实际应用是由另一位法国人Langevin在1920年实现的，他研究出了一种用于水下声音的晶体发射器和接收器,即：第一部“声纳”。二次世界大战前，研究人员发现，有些陶瓷材料在高极化电压的作用下会产生压电特性，这一过程类似于铁性材料的磁化。到60年代，研究人员就已发现，鲸鱼的骨和腱内部存在着微弱的压电效应。于是开始了对其他有可能具有压电效应的有机材料的认真探索。1969年

5、，Kawai发现在极化的含氟聚合物、聚偏氟乙烯（PVDF）中有很高的压电能力。其他材料，如尼龙和PVC，也都表现出压电效应，但没有一种能像PVDF及其共聚物一样呈现那么高的压电效应。和其他铁电材料一样，PVDF图1.PVDF薄膜的典型红外吸收频谱也具有很高的热电特性，在响应温度的变化时，可以产生电波长（μm）荷。PVDF对7~20μm波长的红外能具有很强的吸收性（见图1），覆盖了人体热的相同波长频谱。因此，PVDF可以制成很有用途的人体运动传感器以及热电传感器用于更为复杂的其他应用如夜视光导摄像管摄像智美康

6、科技（深圳）有限公司0755-89894565130489729293/60压电膜传感器技术手册机和激光束成像传感器。压电薄膜采用合适的菲涅尔透镜可以探测到50英尺以外的人体运动，并已被应用在人造卫星的红外地平探测器上。最近两年才研制出的PVDF新的共聚物，又进一步扩展了压电聚合物传感器的应用。这种共聚物可以在更高的温度下（135℃）使用，同时还能提供所期望的新形状：园柱形和半球形等。厚度极限也达到了利用PVDF无法达到的程度。这些成就包括超薄的(200A)离心浇成的覆层，从而开拓出新型硅基传感器应用和壁厚

7、超过1200μm的声纳用圆柱体传感器的可能性。压电薄膜特性压电薄膜是一种柔性,质轻,高韧度塑料膜并可制成多种厚度和较大面积。作为一种传感器，它的主要特性参数如下：宽频带0.001Hz~109Hz宽动态范围（10-8~106Psi或μtorr~Mbar）低的声阻抗与水、人体组织和粘胶体系接近高弹性柔顺性高电压输出对同样受力条件，比压电陶瓷高10倍高介电强度可耐受强电场作用（75V/μm）大部分压电陶瓷退极化高机械强度和抗冲击（109~010Pascal模数)高稳定性耐潮湿（吸

8、湿性<0.02%）、多数化学品、氧化剂、强紫外线和核辐射可加工成特定形状可以用市售胶粘合压电膜的一个主要优点就是它有低的声阻抗,其声阻抗比压电陶瓷更接近水，人体组织和其他有机材料的声阻抗。例如，压电膜的声阻抗（Z0=ρυ)只相当于水的2.6倍，而压电陶瓷的声阻抗通常是水的11倍多。一个接近的阻抗匹配便于更有效地在水和人体组织中转导声音信号。但压电膜的确有某些应用上的限制，与压电陶瓷相比，电~机发送器就