基于四螺旋梁-质量块的MEMS压电能量采集器

• 作者: 丑修建 何剑 徐方良 杨玉华 石树正 穆继亮 高翔
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 微电子机械系统(MEMS) 压电效应 锆钛酸铅(PZT) 能量采集器 COMSOL
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器
• 页码范围: 32-37,62
• 页数: 7页
• 分类号: TN384|TH703
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2018.01.006

摘要

设计了一种四螺旋悬臂梁-质量块结构的压电能量采集器,将环境振动能转换为电能.采用有限元分析软件(COMSOL Multiphysics)建立结构模型,仿真结构固有频率,计算不同振动频率下器件的位移、应力、应变和电势以及不同加速度下的电压输出,仿真得到结构的一阶谐振频率为102 Hz,为后期测试提供指导.利用溶胶-凝胶工艺完成锆钛酸铅(PZT)压电薄膜的制备,通过微电子机械系统(MEMS)工艺和引线键合工艺完成器件结构制造,将四个螺旋梁上的压电单元串联以实现输出最大化.性能测试结果表明:器件固有频率为110 Hz,输出电压随加速度的增大而线性增大,3g加速度下输出电压峰峰值为140 mV.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	穆继亮	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	21	66	4.0	8.0
2	石树正	河北建筑工程学院机械工程学院	25	29	2.0	4.0
3	杨玉华	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	18	71	4.0	7.0
4	何剑	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	21	25	3.0	3.0
5	高翔	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	4	5	2.0	2.0
6	徐方良	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	2	2	1.0	1.0