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《磁场增强压电悬臂梁震动发电装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第1期压电与声光Vol.33No.12011年2月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSFeb.2011文章编号:10042474(2011)01008504磁场增强压电悬臂梁震动发电装置111122韩权威,李坤,严玲,周金龙,王雨,陈王丽华(1.江苏工业学院材料学院,江苏常州,213164;2.香港理工大学应用物理系及材料研究中心,香港)摘要:在压电悬臂梁的自由端施加非均匀磁力增加梁的振幅,探索研究了磁力对悬臂梁的谐振频率漂移、输出电压和输出功率的影响。结果表明,引入非均匀
2、磁场斥力,压电悬臂梁的输出电压和输出功率得到明显提高。当负载电阻为100k,振动台(LDS)用0.200V正弦电压驱动时,由尺寸75mm7.8mm0.35mm的锆钛酸铅镧(PLZT)长压电片和80mm7.8mm0.10mm黄铜片构成的压电悬臂梁在谐振频率的电压和功率输出分别为19.02V和1.8mJ。关键词:压电;悬臂梁;振动传感器;压电发电;磁场增强振动中图分类号:TN384;O59文献标识码:AMagneticFieldEnhancedPiezoelectricCantileverStructureVibra
3、tionGenerator111122HANQuanwei,LIKun,YANLing,ZHOUJinlong,WANGYu,CHANHelenLamwah(1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuPolytechnicUniversity,Changzhou213164,China;2.Dept.ofAppliedPhysicsandMaterialsResearchCentre,TheHongKongPolytechnicUniversity,HongKong)A
4、bstract:Theswingamplitudeofthepiezoelectriccantilevercanbeimprovedviaapplyinganonuniformmagneticforceonitsfreeend.Theeffectofthemagneticforceontheresonantfrequencyshift,outputvoltageandoutputpowerofthecantileverhasbeeninvestigated.Theresultsshowedthattheoutputvoltag
5、eandoutputpowerofthecantilevercouldbeimprovedobviouslywhenanonlinearmagneticrepulsionforcewasapplied.Whena100kresistorwasloadedandthevibrator(LDS,LingDynamicSystem)wasdrivenby0.200Vsinewavevoltage,theoutputvoltageandoutputpowerofthecantilever,whichwascomposedofapiec
6、eofPLZT(sizeof75mm7.8mm0.35mm)andapieceofbrass(sizeof80mm7.8mm0.10mm),werefoundtobe19.02Vand1.8mJrespectivelyatresonantfrequency.Keywords:piezelectric;cantilever;vibrationsensor;piezoelectricgenerator;magneticfieldenhancedvibration0引言电片的极化方向相反,在叠合片的上下表面产生的电荷相同。为
7、了获得大的应力,一般在悬臂梁的自薄臂压电悬臂梁已在振动探测和应力监测方面由端加1个重物负载。这种方法也可降低悬臂梁的得到了广泛应用,潜在的应用还包括发电,典型的应谐振频率。从环境振动收集电能,悬臂梁的面积要用有直升机旋翼、垂直稳定旋翼、可弯曲机械臂、风做得较大,负载的物体也较重,因为环境振动的频率[16]力涡轮机、特殊无线系统供电及交变磁场测量。一般较低,振幅也小。但由于负载物的惯性较大,突通常使用的压电悬臂梁有单压电片和双压电片两种发的高强度振动会引起悬臂梁的折断。将一块相对结构。单压电片结构由一块薄压电陶瓷片和一片面较小的磁
8、铁负载于悬臂梁的自由端,通过另一个相积相近的金属薄片粘结而成;压电陶瓷沿厚度方向反放置的磁铁对其施加互相排斥的磁力,以增加梁极化,复合长片的一端固定于基座,压电片内的应力的振动幅度,降低谐振频率。NdFeB具有4.3来自于悬臂梁弯曲振动时曲面
