任朝阳
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曹自平
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朱洪波
功能材料与器件学报
本文就无线传感网(WSN)的能量供给问题,提出了采集环境中的振动能量这一解决方案.在无线传感环境中振动广泛存在,通过适当的方法把这些能量回收再利用转换为电能,则可使无线传感器摆脱电池供电的束缚.本文主要做了两方面工作:一是采集环境中振动能量的器件的设计;二是低功耗无线传感器节点的设计.对振动发电性能的测试表明,振动加速度为0.3g时,随着振动频率的增加,发电器的开路电压先增加,当振动频率为14.7Hz时达到最大值7.16V,然后快速减小.输出功率在外接负载为51 kΩ时,达到最大值,且此时输出功率为32.12μW.对传感器工作耗电情况的测试表明,传感器电路的主要耗电在无线传输这段时间,电流为13.3mA,时间为0.1ms.
关键词:
振动能量
,
振动频率
,
无线传感器
,
低功耗
黎晖
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沈冬祥
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王彪
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邴浩千
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.038
为解决浮桥监测系统网络节点供电问题，设计一种新型自维持压电电源，其最大特点是采用了以弹簧-质量块组件为核心的自维持压电结构，它将工作环境产生的机械能转换为振动源，以延长载荷持续效果并延长电源供电时间。阐述了自维持钹式压电电源结构设计，并从材料选择、钹形端帽加工、粘结固定等方面对钹式压电阵列制作工艺进行了描述。最后基于自维持压电结构，在对钹式压电结构受力分析的基础上，利用柱坐标系压电方程推导出自维持压电电源的输出电压、电荷以及电能公式，基于发电模型定性分析了相关参数对发电特性的影响规律。
关键词:
无线传感器
,
压电效应
,
钹式结构
,
阵列
,
加工工艺
