基于碰撞的寬帶低頻能量采集器及其應(yīng)用.pdf

1、微型振動(dòng)能采集器具有體積較小、免維護(hù)、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一種理想電源。由于環(huán)境振動(dòng)大多具有寬帶、低頻和微弱的特點(diǎn)，開發(fā)可高效采集環(huán)境中的寬帶、低頻振動(dòng)能的微型能量采集器對(duì)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍具有重要意義。
　　針對(duì)碰撞式微型壓電振動(dòng)能采集器優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要，論文建立了帶滾珠的碰撞式微型壓電振動(dòng)能采集器的理論模型，分析了環(huán)境激勵(lì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)采集器輸出性能的影響，設(shè)計(jì)了自供能無線溫濕度傳感器的硬件電路，完成了自供能無線溫

2、濕度傳感器的制作，并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。論文主要工作如下：
　?、偻ㄟ^查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，對(duì)微型振動(dòng)能采集器，特別是寬帶振動(dòng)能采集器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析；
　?、诮⒘藟弘姂冶哿旱募倕?shù)模型和分布參數(shù)模型，建立了滾珠的運(yùn)動(dòng)方程、碰撞方程和耦合電路方程，在此基礎(chǔ)上建立了帶滾珠的碰撞式微型壓電振動(dòng)能采集器的理論模型；
　　③基于以上理論模型，分析了加速度幅值與頻率、滑道長(zhǎng)度、滾珠大小等對(duì)采集器輸出性能的影響，設(shè)計(jì)出了具有較高

3、輸出的寬帶低頻振動(dòng)能采集器，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)加速度的幅值頻率分別為9.8 m/s2和20.2 Hz，負(fù)載為130 kΩ時(shí)，采集器一根壓電梁的輸出功率為0.572 mW，半功率帶寬為27.8％或5.6 Hz；
　　④設(shè)計(jì)了電源管理電路和溫濕度測(cè)量及無線發(fā)送電路，完成了基于寬帶低頻振動(dòng)能采集器的自供能無線溫濕度傳感器的制作，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界環(huán)境振動(dòng)加速度幅值為9.8 m/s2，頻率在7 Hz到19 Hz區(qū)間變化時(shí)，該自供能無線溫濕度傳感節(jié)