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振动能量拾取MEMS压电式微能源研究
  • ISSN号:1004-2474
  • 期刊名称:《压电与声光》
  • 时间:0
  • 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,山西太原030051, [2]中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原030051
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275492;61127008); 国家高技术研究发展计划(“八六三”计划)基金资助项目(2013AA041109)
中文摘要:

设计并制作了一种"四悬臂梁-中心质量块"结构的振动能量拾取微机电系统(MEMS)压电式微能源,实现了环境振动能量向电能的转换。首先利用溶胶-凝胶工艺完成锆钛酸铅(PbZrxTi1-xO3,PZT)压电薄膜的异质集成制备;然后通过MEMS工艺和引线键合技术进行器件基础结构的集成制造;最后借助振动测试系统对该器件的各项输出性能进行测试。测试结果表明,8Hz谐振频率工作状态下,该压电式微能源器件的输出电压峰-峰值随着加速度激励的增加呈线性增大,当加速度激励为10 m/s^2时,该能量采集器件的输出电压峰-峰值为82.4mV。在器件两端加载2.0 MΩ的负载时,器件输出功率密度达最大值(为2.074 3μW/cm3)。

英文摘要:

A piezoelectric vibrational power harvesting MEMS micro power with four cantilever beam-center quality block structure for low frequency applications which converts environment vibration energy into electric energy is designed and manufactured.The heterogeneous integration manufacturing of the PZT piezoelectric thin film is accomplished by the Sol-Gel process.The foundation structure of the MEMS micro power is fabricated by using micromachining technology and wire bonding technology.The output performance is evaluated by using vibration testing system.The tested results show that output peak-peak voltage of the device increases linearly with the increase of acceleration at the resonant frequency of 8Hz,and the output peak-peak voltage is up to 82.4mV at the acceleration excitation of 10m/s^2.The maximum output power density is up to 2.074 3μW/cm3 when the optimized resistance load is 2.0 MΩ.

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期刊信息
  • 《压电与声光》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电科第二十六研究所
  • 主编:胡少勤
  • 地址:重庆南坪花园路14号26所
  • 邮编:400060
  • 邮箱:ydsgsipat@163.com
  • 电话:023-62919570
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-2474
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1091/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1984年获电子部优秀科技期刊三等奖,1990年获电子行业优秀科技期刊三等奖,1990年获首届机电部优秀科技期刊二等奖,1990年获首届四川省优秀科技期刊二等奖,1991年获首届国防科技工委优秀科技期刊二等奖,1992年获第二届机电部优秀科技期刊三等奖,1992年获第二届四川省优秀科技期刊二等奖,1993年获第一届全国优秀科技期刊三等奖,1995年获首届四川省宣传部、省新闻出版局、省期刊...,1995年获四川省第三届优秀科技期刊二等奖,1995-1996年获信息产业部电子优秀科
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,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),中国北大核心期刊(2000版)
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