表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯纤维的简谐振动传感器

模仿蜘蛛毛发感受器的结构和功能,设计制备了表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯(PVDF)纤维(SMPF)的简谐振动传感器。用挤压拉伸的方法制备纤维胚体,将纵向表面涂镀形状完全对称的导电胶作为外部电极,经过极化后,制备成SMPF简谐振动传感器。基于压电方程和振动理论,建立了悬臂梁结构的SMPF简谐振动传感器的理论模型,分析了传感信号与简谐振动角度和幅值的关系。将SMPF简谐振动传感器固定在基体上,搭建了实验系统,测试了SMPF简谐振动传感器对简谐振动的响应,验证了理论模型。结果表明,SMPF简谐振动传感器能够准确感知简谐振动的频率,传感信号和简谐振动的幅值呈线性关系,和振动方向成"8"字形关系,共振频率为15.6Hz,灵敏度为0.019pC/mm。该SMPF传感器能够测量简谐振动频率、幅值或方向,具有广泛的工程应用前景。