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基于八悬臂梁-中心质量块结构MEMS压电振动能量采集器
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:传感技术学报
  • 时间:2015
  • 页码:1770-1773
  • 分类:TN384[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051, [2]中北大学电子测试技术重点实验室,太原030051, [3]中北大学计算机与控制工程学院,太原030051
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51422510;51175483;61401406); 国家863计划项目(2015AA042601)
  • 相关项目:基于反铁电材料外场诱导相变效应的智能传感与执行机构基础研究
中文摘要:

高能量密度输出、低频范围响应、环境适应性强的自供电振动能量采集器已成为微能源技术领域的一个重要发展方向。提出一种d31型工作模式下MEMS压电式振动能量采集器,设计八悬臂梁-中心质量块结构代替传统的单悬臂梁结构,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在每个悬臂梁上异质集成制备锆钛酸铅(Pb(Zr0.53Ti0.47O3,PZT)压电功能厚膜层,通过MEMS工艺和引线键合技术完成器件础结构制造。输出性能测试结果表明,器件一阶谐振频率为41 Hz,3 gn加速度激励下输出电压峰峰值为264.00 m V;在器件两端加载3.00 MΩ负载时输出功率最大,为0.72 n W。

英文摘要:

The self-powered vibration energy harvester,which has high output energy density,low frequency rangeresponse and strong environment adaptation,has been an important developing direction of micro-energy technolo-gy. MEMS vibration energy harvester based on piezoelectric effect in d31 mode is presented,of which the foundationstructure of eight cantilever beams-center mass block is designed to replace the traditional single-cantilever struc-ture. The heterogeneous integration manufacturing of the PZT piezoelectric layer is achieved on each cantilever bySol-Gel method. And the device is fabricated by using the MEMS micromachining process and wire bonding technol-ogy. The output performance results show that the device produced 264.00 m V and 0.72 n W with an optimized resis-tance load of 3.00 MΩ from 3 gnacceleration at the first-order resonant frequency of 41 Hz.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18030