PVDF柔性压电传感器的工作原理本质上就是PVDF压电薄膜的压电效应，即当有外力施加到薄膜表面时，压电薄膜会发生形变，而PVDF薄膜为了抵抗此形变，其内部各部分之间会出现一种相互作用的内力，从而导致其内部发生了电极化现象，产生内部电场，导致正负电荷分别向薄膜的两侧表面移动，实现机械能与电能之间的转换
PVDF材料的性质
聚偏氟乙烯 是含氟塑料中的一种特种塑料，外观呈半透明或白色的粉体或颗粒，其分子式如图所示。PVDF密度范围为1.75～1.78 g/cm3，吸水率＜0.04%，玻璃化转变温度为-39℃，脆化温度在-62℃以下，熔点为170℃左右，热分解温度大于316℃，长期使用温度范围为-40℃～150℃。具有优良的力学性能、化学稳定性、生物相容性、疏水性、高介电强度和抗紫外辐射降解性能。只溶于N,N二甲基甲酰胺 、N,N二甲基乙酰胺 、二甲基亚砜 、四氢呋喃 及N-甲基吡咯烷酮 等有机溶剂。
PVDF的应用
(1) 压电薄膜：一般情况下PVDF以非极性的α晶相存在，不具备压电特性。通过高压极化等方法，可以获得β晶相的PVDF，具有良好的压电性能。与传统压电材料相比，PVDF具有频响宽、力电转换灵敏度高、强度高等特点，并具有质量轻、柔软性好、耐冲击等优势。
防水透湿膜：防水透气材料又称为可呼吸材料，能阻止液态水通过或渗透，同时又可以透过气体的材料。PVDF的静态接触角远大于90°，属于较强的疏水性物质。
(3) 防水透声膜：现如今，随着电子产品不断的发展，对于电子产品的防水性能也不断提高，防水透声膜也从IP54提升到IP68。PVDF纳米纤维膜具有优良的疏水性、透气性能，用于各类防水手机，防水相机及防水电子产品上，即防尘防水透气同时也不影响其音质。
(4) 医用敷料膜：PVDF具有良好的生物相容性及理化性质，其形成的纳米纤维支架结构与细胞外基质相似，有利于细胞的黏附生长，且可促进细胞的接触、渗透、保持细胞结构的稳定性，使得细胞沿纤维定向生长。其疏水性的特性可防止水分从伤口处挥发，高孔隙率和较好的拉伸性能可保持透气性和柔韧性。
(5) 锂离子电池隔膜：PVDF等氟系聚合物因为它们具有好的化学稳定性和对电解液良好的亲和性，一直以来受到人们的极大关注。电池隔膜是电池中一个必不可少的部件，用来将电池的正负极活性物质隔开，避免电池短路。
(6) 高效低阻空气/水过滤膜：PVDF纳米纤维膜具有孔径小、孔隙率高、比表面积大、吸附性能好等优点，非常适合应用于空气/水体过滤材料，并且通过表面涂覆、共混等方法对纳米纤维膜进行改性，有效提高膜的亲水性、截留率和抗污染性。
PVDF压电薄膜经过多年的发展，己成为一种性能优良的压电传感材料。作为动态应变传感器的压电薄膜，其独特性质使其特别适合生命特征监测，既可与皮肤直接接触，也可通过中间层进行机械耦合。一些薄膜元件具有很高的灵敏度，足以通过外衣口袋中携带的设备检测人体脉搏。
压电式聚偏二氟乙烯聚合物薄膜（压电薄膜）的膜条经过拉伸后，它将在电极上下表面之间产生一个与延长量成正比的电信号（电荷或电压）。通常认为压电材料会响应压力，但在使用压电薄膜的情况下，由于薄膜元件的特殊几何形状，当纵向施加非常小的力时，在薄膜的横截面可产生非常高的应力，而在薄膜表面的较大区域施加相同水平的力则会产生低得多的应力。因此，压电薄膜表现出了针对动态应变的非凡敏感性，通常对于 28 μm 厚的聚偏二氟乙烯，每微应变产生的电压级别为 10 至 15 mV。
之所以使用“动态”应变这一说法，是因为由应变变化所产生的电荷会漏入连接到薄膜的电路中，于是实际上检测不到应变的静态状态。如果传感器处于不同程度的预载下，压电薄膜的这种特性可成为一种优势。薄膜仅能识别随时间改变的动态应变，起始的频率响应可低至 0.1 Hz。
压电薄膜还具有轻巧、纤薄和高弹性的特点，无需外部电力即可正常工作。凭借这种独特的属性组合，可满足大量需检测极低机械振动的医疗应用的需求。在电力有限的情况下，这种技术显然极具吸引力（在一些配置中，它甚至可产生少量电力）。此外，压电薄膜还极为耐用，能够承受数亿次弯曲，而且可抗冲击。
压电薄膜传感器具有轻巧、纤薄和高弹性的特点，无需外部电力即可正常工作，且主要用于动态应力检测。
目前已在床垫中采用压电薄膜和压电条带来检测患者的心跳、呼吸和身体运动。如通过将传感器阵列集成到床垫外罩中，可以在患者躺在或坐在这些收集装置上时被动地监测患者信息，即使透过衣服、病服或床单也能提供精确的测量结果。柔性开关将检测到离床状态，而压电薄膜元件会将患者的所有动态生命特征转换为相应的电信号，这些电信号可显示在带有报警逻辑的床头装置上。该系统可预警心脏或呼吸频率异常以及患者擅自离床情况，所有这些功能均无需直接接触患者。
正如上述应用中所显示的，压电薄膜传感器可很好地替代更传统的电子元件来将生命体征数据传输到患者监测系统。该传感器具有诸多优点，可能会在未来运用到更多的健康管理设备中。
