压电常数d31测量:d31是横向压电效应的核心参数,决定了压电传感、致动、能量收集等技术的灵敏度与效率,已在航空航天、汽车、医疗、柔性电子等行业形成产业化链条。
一、常见的压电常数d31测量方法
1、静态应变法。2、共振/反共振法。3、拉升悬梁臂法。4、多层 buckled 微膜法。5、压电双晶片法等。从传统的静态应变、共振阻抗,到现代的激光多普勒、微膜 buckling、分析模型拟合等,能够满足块体、薄膜、柔性复合材料等不同形态的需求。

二、压电常数d31的典型应用领域
1、传感器
加速度/振动传感(弯曲式d31传感器)在航空航天、汽车、海军等平台的结构健康监测中广泛使用。
压力/力传感:利用d31 效应将外部应力转化为电荷,应用于无损检测、石油钻井、医疗压力传感等。
声学传感头:d31 模式复合压电晶体提升声波传感器带宽和灵敏度。
2、致动器
微型致动器(相机自动聚焦、图像稳定)采用d31型压电致动器实现精细位移控制。
柔性执行器:MFC(压电纤维片)中的d31模式用于低频弯曲致动或能量收集。
低频超声换能:利用d31模式的薄膜在20-100 kHz区间产生长度变化,实现柔性超声换能器。
3、能量收集
振动能量收集装置通过d31 效应把结构振动转化为电能,适用于自供电传感网络。
4、医疗与健康
压电薄膜(PVDF)凭借较大的d31 值用于柔性心电/呼吸传感、超声成像前置换层等。
5、柔性电子与可穿戴
柔性聚合物(PVDF、PVDFTrFE)和复合材料的d31系数直接决定其在可穿戴压力/姿态传感器中的灵敏度。
6、结构主动控制
在主动振动抑制系统中选用d31大的压电作动元件布置于应变集中区,可显著提升阻尼效果。
d31是横向压电效应的核心参数,决定了压电传感、致动、能量收集等技术的灵敏度与效率,已在航空航天、汽车、医疗、柔性电子等行业形成产业化链条。