动态力学实验原理与技术

School of Materials 4.6 PVDF 测试技术
PVDF组成及其压电性能
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优点：
4.6 PVDF 测试技术
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缺点：
4.6 PVDF 测试技术
PVDF的动态标定
电荷与应力之间的线性关系:
KQ K是标定系数
一系列的子弹撞击速度
一系列的电压时间曲线
应力
电荷
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2‘
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由：
KQ KCU (t)
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• 电流模式
• 电荷模式
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电流模式：
d33是压电应变常数。
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 电流模式：
厚计模式： t<Tc,i(t)只与界面压力δ（0，t）有关
薄计模式 ：
t>Tc,i(t)是两界面的应力差，即PVDF压力计内部应 力梯度的直接量度
i(t) 1 2
t0
t0

x0 v
v是脉冲速度，x0是传感器的厚度
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i(t)dt
通常脉冲宽度远大于PVDF的厚度
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 PVDF压力传感器测试电路：
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 电流模式：
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 电荷模式：
并联电容后采到的原始信号
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 两种模式下电荷计算公式：
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 两种模式下测量电路的时间响应常数：
材料动态力学概论
4.动态力学实验原理与技术
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具有压电效应的材料
PZT（压电陶瓷）
压电陶瓷(锆钛酸铅)是将二氧化铅、锆酸铅、钛酸 铅 在1200度高温下烧结而成的多晶体。
P是铅元素Pb的缩写，Z是锆元素Zr的缩写，T是钛元 素Ti的缩写
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 PVDF压力计：
聚酰亚胺
PVDF
铜箔引线
聚酰亚胺：保护、绝缘 铜箔引线：传输电荷
School of Materials 4.6 PVDF 测试技术 实验装置简图：
PVDF
输入杆
输出杆
薄铝片
导线
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U/V
strain gauge PVDF 1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-100
0ห้องสมุดไป่ตู้
100
200
300
t/uｓ
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压力传感器测试原理：
两极有一定的压力梯度才会产生一定量的电荷
(0,t) fA i(t)
t0
0 t t0
(电0,极t) 0以及时间t时的应力，f压电系数，A压电敏感面积，
t0是波通过传感器的时间，i(t)是时间t的电荷量。
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PVDF(Polyvinylidene fluoride,聚偏氟乙烯 )
[-CH2-CF2-]白色粉末状结晶性聚合物。密度1.75-1.78g／cm3。玻
璃化温度-39℃，脆化温度-62℃，熔点170℃，热分解 温度316℃以上，长期使用温度－40～150℃。可用一般 热塑性塑料加工方法成型。其突出特点是机械强度高，耐 辐照性好。具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、 强氧化剂和卤素所腐蚀，发烟硫酸、强碱、酮、醚绵少数 化学药品能使其溶胀或部分溶解，二甲基乙酰胺和二甲基 亚砜等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。