類風(fēng)鈴的微型壓電動(dòng)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(diǎn)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(dòng)能采集系統(tǒng)，將自然環(huán)境中廣泛存在的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，是解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電問題的一種有效方法，開展對微型動(dòng)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(dòng)能采集系統(tǒng)，對環(huán)境中微弱的多維、寬帶、低頻振動(dòng)能具有較高采集效率，同時(shí)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(dòng)能采集系統(tǒng)的建模方法，分別測試了采集系統(tǒng)在振動(dòng)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(diǎn)供電，測試了節(jié)點(diǎn)在低頻振動(dòng)和風(fēng)作用下的性能。論文的主要工作包括：
　　①查閱文獻(xiàn)，了解了碰撞式微型壓電振動(dòng)能采集器和風(fēng)致振動(dòng)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；
　　②根據(jù)自然環(huán)境中振動(dòng)與風(fēng)的特點(diǎn)，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(dòng)能采集系統(tǒng)；
　?、劢榻B了類風(fēng)鈴的微型壓電動(dòng)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?dòng)能采集系統(tǒng)樣機(jī)，分別測試了采集系統(tǒng)在振動(dòng)激勵(lì)和風(fēng)激勵(lì)下的輸出性能，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)基礎(chǔ)激勵(lì)的幅值為0.1 g，頻率為8.8 Hz時(shí)，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(shí)，單根壓電懸臂梁的輸出