| 基于四螺旋梁-质量块的MEMS压电能量采集器北大核心 |
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| 引用本文： | 高翔,石树正,徐方良,何剑,穆继亮,杨玉华,丑修建.基于四螺旋梁-质量块的MEMS压电能量采集器北大核心[J].微纳电子技术,2018(1):32-37. |
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| 作者姓名： | 高翔 石树正 徐方良 何剑 穆继亮 杨玉华 丑修建 |
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| 作者单位： | 1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室030051;2.河北建筑工程学院机械工程学院075000; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51422510,51675493,61471326)；山西省青年科技研究基金资助项目(201601D021064) |
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| 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 m V。
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| 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 |
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