類風(fēng)鈴的微型壓電動能采集系統(tǒng)研究.pdf

1、由于在軍用和民用領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)電池的特點是尺寸大、污染環(huán)境且需要定期更換，極大地限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。利用微型動能采集系統(tǒng)，將自然環(huán)境中廣泛存在的動能轉(zhuǎn)換為電能，是解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點供電問題的一種有效方法，開展對微型動能采集系統(tǒng)的研究具有重要意義。
　　受風(fēng)鈴結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，本論文提出了一種類風(fēng)鈴的微型壓電動能采集系統(tǒng)，對環(huán)境中微弱的多維、寬帶、低頻振動能具有較高采集效率，同時還

2、可采集環(huán)境中的風(fēng)能。研究了類風(fēng)鈴的微型壓電動能采集系統(tǒng)的建模方法，分別測試了采集系統(tǒng)在振動和風(fēng)作用下的輸出性能，分析了影響其輸出性能的因素，并將采集系統(tǒng)的單根壓電懸臂梁為課題組前期研制的無線溫濕度傳感節(jié)點供電，測試了節(jié)點在低頻振動和風(fēng)作用下的性能。論文的主要工作包括：
　?、俨殚單墨I(xiàn)，了解了碰撞式微型壓電振動能采集器和風(fēng)致振動式微型風(fēng)能采集器的工作原理和國內(nèi)外現(xiàn)狀，并簡單進(jìn)行了分析；
　?、诟鶕?jù)自然環(huán)境中振動與風(fēng)的特點，受風(fēng)

3、鈴結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，提出一種類風(fēng)鈴的微型壓電動能采集系統(tǒng)；
　　③介紹了類風(fēng)鈴的微型壓電動能采集系統(tǒng)的工作原理，研究了采集系統(tǒng)的建模方法，簡單建立了采集系統(tǒng)的理論模型；
　?、芗庸ぶ谱髁伺鲎彩轿⑿蛣幽懿杉到y(tǒng)樣機(jī)，分別測試了采集系統(tǒng)在振動激勵和風(fēng)激勵下的輸出性能，實驗表明，當(dāng)基礎(chǔ)激勵的幅值為0.1 g，頻率為8.8 Hz時，接160 kΩ的負(fù)載電阻，單根壓電懸臂梁的輸出功率為97.9μW；當(dāng)風(fēng)速為12m/s時，單根壓電懸臂梁的輸出