离子交换聚合体金属合成物(Ion-exchange Polymer-Metal Composites简称IPMC)是一种电致形变智能材料,其性能类似于生物肌肉,因此被称为人工肌肉。这种材料质轻、柔韧性好,可切割成任意大小和形状,较低的驱动电压可产生较大的位移变形,相反受到弯曲变形时会在其厚度方向产生电压,因此IPMC成为制作运动致动器和传感器的新兴材料。本文介绍了一种新颖的基于IPMC(离子聚合物金属复合材料)的谐振力传感器。此系统具有直流感知的能力,而且能在几毫牛的范围内工作。本文中的IPMC条采取的是一端固定的简支梁装置,在另一端即简支末端用一个轴向力将悬臂梁拉紧,轴向力会影响悬臂梁的共振频率。文章正是利用了IPMC的这一性质用系统共振频率的值来计算施加在轴向方向的力。本文采用欧拉伯努利悬臂梁理论对IPMC建模,来计算悬臂梁谐振频率与外加轴向力的关系。为了研究预测系统的性能搭建了一套力感知的实验装置,得到的实验结果验证了模型的正确性。通过实验分析总结规律,搭建了一套基于锁相环的传感器测量装置,该装置可以将IPMC锁定在谐振状态,锁相环的压控振荡器的输入电压控制信号可以用来计算振动频率,从而计算出外加轴向力。