PVDF位移傳感器及其應(yīng)用研究.pdf

1、本論文主要研究了用于仿生機器魚驅(qū)動器離子交換膜金屬復(fù)合材料(IPMC)上的聚偏二氟乙烯(PVDF)位移傳感器的選擇、制作、安裝、理論建模和集PVDF傳感/IPMC驅(qū)動于一體的智能測控系統(tǒng)。 論文以仿生機器魚的應(yīng)用為依托，針對仿生機器魚驅(qū)動器IPMC材料在長期使用時存在的易疲勞等不穩(wěn)定特性及實際工程系統(tǒng)的不確定因素，選擇一種性能穩(wěn)定的傳感器，實時地對其驅(qū)動狀態(tài)進行檢測，并結(jié)合適當(dāng)?shù)目刂扑惴▽崿F(xiàn)閉環(huán)控制，這是最理想的工作方式。而PV

2、DF是迄今為止發(fā)現(xiàn)的壓電性最好的有機高分子材料，它具有質(zhì)地柔軟、極薄、質(zhì)輕、靈敏度高、響應(yīng)快、測量范圍大、化學(xué)穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點，使其成為廣泛推廣的一種新型智能傳感器，也是應(yīng)用于IPMC驅(qū)動器上首選的柔性傳感器。 本論文給出了PVDF傳感器的制作過程，并采用一種能夠保證傳感器固有柔性和傳感性能、且加工方便的封裝技術(shù)，極大地提高了防水性和絕緣性，同時也避免了短路和漏電現(xiàn)象的發(fā)生。PVDF傳感器安裝方法的研究是本論文一個創(chuàng)新點。在基

3、于PVDF傳感器的應(yīng)用中，PVDF傳感器薄膜大多數(shù)被粘貼在被測物體表面或嵌入在被測對象中。本文通過大量的實驗比較，給出了新穎的并行安裝方式，這種方法能夠有效地避開IPMC的某些局限性對PVDF傳感器的影響，使得傳感器與驅(qū)動器的性能得到最好的發(fā)揮。 論文對傳感器的可行性進行了實驗分析，并與IPMC自身的傳感性能進行了對比，突出了PVDF用于此研究的優(yōu)勢。同時，對懸臂梁結(jié)構(gòu)的PVDF位移傳感器進行了理論建模。此模型為傳感器尺寸的最后