并联结构d_(15)模式PZT-51悬臂梁的俘能性能  被引量:3

Features of d_(15) mode PZT-51 ceramic cantilever piezoelectric energy harvester with parallel connection

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作  者:张智雄[1] 郑学军[1] 张勇[1] 梅靖羚 费明祥 祝元坤[2] 

机构地区:[1]湘潭大学机械工程学院,湘潭411105 [2]上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093

出  处:《中国有色金属学报》2015年第8期2183-2189,共7页The Chinese Journal of Nonferrous Metals

基  金:教育部长江学者和创新团队发展计划滚动支持项目(IRT_14R48);国家自然科学基金资助项目(51272158;11402149);长江学者奖励计划资助项目([2009]17);上海市自然科学基金资助项目(14ZR1428000)

摘  要:利用高剪切压电系数,设计并制作并联结构d15模式PZT-51悬臂梁装置,测量其在不同负载电阻下输出峰-峰值电压和输出功率随频率变化的关系以及不同负载电阻下共振瞬时输出电压和振动激励电压与输出峰-峰值电压关系。当频率为96 Hz、负载电阻为100 k?时,该PZT-51悬臂梁装置的输出峰-峰值电压最大值为1.96 V,输出功率达到最大为19.21μW。随着振动激励电压的增大,并联结构d15模式PZT-51悬臂梁装置的输出峰-峰值电压随之增大,并联结构d15模式PZT-51悬臂梁俘能特性的研究可为设计d15模式压电俘能器提供指导。Utilizing the high shear piezoelectric coefficient of PZT-51 ceramic, the parallel connection device of d15 mode PZT-51 cantilever beam was designed and fabricated. The dependences of output peak-to-peak voltage and output power on frequency were studied at various load resistances. The dependence of peak-to-peak voltage on excitation voltage and the resonance transient output voltage were measured at various load resistances. Maximum output peak-to-peak voltage of 1.96 V and maximum output power of 19.21μW for PEH with load resistance of 100 kΩ are obtained at frequency of 96 Hz. With increasing vibration excitation voltage, the output peak-to-peak voltage of PEH increases. The proposed structure will provide useful guidelines for the design of dis mode piezoelectric energy harvesters.

关 键 词:PZT-51陶瓷 悬臂梁 d15模式 并联 剪切压电系数 

分 类 号:TN384[电子电信—物理电子学] TM282[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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