聚合物基复合材料依靠各组分单一材料彼此之间能够“取长补短”“大力协同”的特点,整体性能比各单独组分材料更优,在工程、航空、医疗等领域都得到了广泛的应用。然而,在长期使用过程中,材料往往受到老化、裂纹、腐蚀、冲击载荷等不利因素的影响,结构损伤不断累积、严重影响结构构件的使用安全。因此,健康监测技术成为监测材料健康状态,延长使用寿命重要手段。传统的射线检测、超声检测等离线检测方法往往需要在飞行器停机状态下进行,而且采用的检测设备体积较大,实时性较差,亟需研究一种能够在线检测、安装方便的在线检测技术。本文以碳纳米管薄膜为传感元件研究复合材料的实时健康监测方法,主要研究内容包括:首先搭建碳纳米管薄膜的数据采集系统。该系统以C8051F060单片机为核心,通过恒流源电路、滤波电路、放大电路、采集电路、通讯电路将碳纳米管薄膜的电阻信号转变为电压信号后,利用C8051F060进行数据采集并传输到上位机中,通过软件编程实时读取电阻变化率数值。其次结合逾渗理论和Neugebauer-webb理论,建立碳纳米管薄膜的温度机理和应变机理模型。最后,利用数据采集系统对实验过程中的薄膜电阻进行实时数据采集,进一步研究敏感元件的温度特性、拉伸特性以及全向特性。实验结果表明,本文设计的碳纳米管薄膜数据采集系统可以同时对9路信号进行实时采集,满足系统设计要求。文中建立的温度机理、应变机理模型可应用于分析碳纳米管薄膜的相关特性,为碳纳米管用于复合材料健康监测打下了基础。