PVDF動態(tài)特性研究與鍵盤應(yīng)用設(shè)計.pdf

1、PVDF壓電薄膜具有獨特的介電效應(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、動態(tài)范圍大、力電轉(zhuǎn)換靈敏度高、機械性能強度高和聲阻抗易匹配等特點，可以滿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、儀表測試、水聲測量、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及結(jié)構(gòu)健康檢測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應(yīng)的壓電方程，分析了PVDF壓電薄膜

2、的等效模型及測量電路。通過激振器激勵等強度梁產(chǎn)生正弦振動，測量并記錄布置于等強度梁上的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。通過在臺式?jīng)_擊臺上對比PVDF壓電傳感器與加速度傳感器的輸出信號，分析了PVDF傳感器的高頻沖擊特性。實驗表明PVDF壓電薄膜具有耐高沖擊強度、耐疲勞能力。
　　 本文利用PVDF壓電薄膜的沖擊

3、特性，將PVDF壓電傳感器作為機電轉(zhuǎn)換元件替代傳統(tǒng)接觸式鍵盤觸點來檢測手指按壓力，并確立PVDF傳感器的工作模式和測量方法，從而實現(xiàn)了無機械加載裝置的無接觸式鍵盤。設(shè)計的鍵盤結(jié)構(gòu)由緊密結(jié)合的上電極保護層、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)計了以比較器為核心的按鍵檢測電路。以4x2鍵盤為例，對單個按鍵、相鄰按鍵間以及非按鍵區(qū)與按鍵區(qū)之間的干擾進行了測試。實驗結(jié)果表明，利用PVDF壓電薄膜可以完成按鍵功能檢測，且制作的PVD