林埔安 李小龙 江子涵

【摘要】聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜具有压电性、热释电性。本文实验测试了PVDF压电薄膜在五种不同物理因素作用下的传感信号。分析了这些信号频率和电压的差异性，从而确定PVDF压电薄膜可应用到单传感器多种物理因素识别领域。

【关键词】PVDF压电薄膜;传感器;多物理因素

1.引言

聚偏氟乙烯薄膜（PVDF）是半晶质有机聚合体，此聚合体由重复的CF2-CF2长链分子组成，经过一定化学工艺处理使得PVDF薄膜具有压电性、热释电性。PVDF可输出较大的电压值，薄膜质量轻、韧揉、变形强度高、频率响应很宽。应用PVDF制作的传感器种类甚多，与微电子技术相结合，能制成多功能传感元件。PVDF压电薄膜优越的传感性能引起了用其作为力学量传感的研究热点，如用于结构健康监测智能结构与系统、各种力学传感器。在应用过程中，PVDF作为传感器几乎都是应用于单物理因素作用。而在本文中进行了PVDF压电薄膜在温度、风速、沙尘、水、噪音等五種物理因素下的信号变化研究，期望能将PVDF压电薄膜推广到多物理因素传感。

2.多物理因素测试

由于环境中的因素很多，不可能消除背景因素对信号的影响，因此此次实验都是基于背景因素的基础上，经过对波形的分析处理后，对实验结果没有影响。如图1所示，搭建信号测试系统，压电薄膜中的信号输入到数字示波器中分析，档位设置中噪音抑制打开，Auto档位打开。测试中所用的PVDF压电薄膜尺寸为40mm×40mm，实验环境为20℃、环境噪音20dB、无风、封闭。……