压电能量收集器的研究

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2、期２。＂２９Ｂ完成：年＂、．占麵！独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得黑龙江大学或其他教育机构的学位或证书而巧用过的材料。：签字曰期曰学位论文作者签名：年６月多＾於叫Ｉ学位论文版权使用授权书本人完全了解黑龙江大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权黑龙江大学可，＾＾将学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。学位论文作者签名：部＾导师签名：您曼－：签字曰期年月曰签字曰期：＾月曰〇６＾／ＪＴ年／ｘｉ＾３学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编中文摘要中文摘要微电子器件微小型化的同时，功耗也逐渐降低至微纳瓦量级。以这些低功耗器件组成的系统，其功耗大约仅在毫瓦量级。这样，使这些器件利用它们周围环境中的各种形式的能量实现自供能已从设想成为必然的趋势。本文利用了ANSYS有限元分析软件，在尺寸上对悬臂梁型压电振子做了优化，还对双悬臂

4、梁和三悬臂梁结构的压电振子进行了模态分析和谐响应分析并进行了实验研究，实验结果证明了双悬臂梁和三悬臂梁结构的压电振子比起单悬臂梁型压电振子，可以在较宽的频率范围内更好的收集能量。最后搭建了能量收集接口电路，与压电振子组成了完整的能量收集装置并进行了测试，测得在谐振状态下，能量收集器输出电压为12.8393V，功率为28.246μW。关键词：压电能量收集器；悬臂梁；有限元；仿真分析；结构优化-I-黑龙江大学硕士学位论文AbstractWiththeminiaturizationofthemicroelectronicdevices,itsconsumpti

5、onhasreducedtothemagnitudeofmicrowattevennanowatt.Thepowerconsumptionofthesystemestablishedwiththesedevicesoflowpowerconsumptionisaboutinmiliwattmagnitude.Thenithasbecomeaninevitabletrendtomakethesedevicesrealizingself-poweredwithvariousformsofenergyintheenvironmentsurrounding.In

6、thispaper,withthehelpofthefiniteelementanalysissoftwareANSYS,thesizeofthecantileverbeampiezoelectricvibratorisoptimized.Modalanalysisesandharmonicresponseanalysisesarealsodonewiththepiezoelectricvibratorswithdoublecantileverbeamsandtheoneswiththreecantileverbeams.Thenexperimental

7、studyiscarriedout.Theresultsprovesthatthepiezoelectricvibratorswithdoublecantileverbeamsandwiththreecantileverbeamscanharvestenergyinawiderrangeoffrequencybetter.Finallyenergyharvestinginterfacecircuitissetup,andthecompleteenergyharvesteristested.Theenergyharvestingmeasuredperfor

8、manceof28.246μWeffectiveelectricalpowera