Abstract:
为适应振动环境多方向激励输入,提出一种基于螺旋形压电悬臂梁结构的多方向振动能量采集器.首先把聚偏氟乙烯(PVDF)粘贴在紫铜基层上组成螺旋压电片,进一步由四个螺旋压电片组成双向耦合的振动能量采集器.通过有限元仿真和实验分析单螺旋压电片和四片耦合的多方向振动能量采集器的振动特性及能量采集特性,探讨了螺旋形结构几何参数和附加质量对其固有频率的影响、负载电阻对其输出功率的影响以及在不同负载下的开路输出电压和功率.结果表明,半径、径向节距、配重质量和厚度对对单片螺旋压电片的固有频率影响较大.通过对其附加 5g和 10g附加质量,将第一阶固有频率从无附加质量的 29 Hz分别降至 22 Hz和 18 Hz;最佳外接电阻为 1×107 Ω,峰值电压和功率分别为 12V和 7 μW.对于由四片螺旋压电片组成的多方向振动能量采集器,结果表明其在 5m/s2 加速度激振器激励时,输出电压最高可达 17 V,具有良好的低频振动能量多方向采集的效果.
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传感技术学报
ISSN: 1004-1699
Year: 2024
Issue: 4
Volume: 37
Page: 551-557
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