提出一种压电效应和电磁效应相结合的微型能量采集器,基础结构为压电换能器(PZT)基八悬臂梁、长有Au线圈质量块、铷铁硼(Nd Fe B)永磁体。利用有限元分析软件ANSYS对微结构建立模型,通过结构力学特性分析,得到所设计结构的一阶谐振频率为214.7 Hz,为后期测试提供指导意义。制定微机电系统(MEMS)加工工艺流程,利用L-Edit软件设计并绘制所需掩模版。利用溶胶—凝胶(sol-gel)技术制备厚度为3 529 nm的PZT压电厚膜,实现了其与基底Pt/Ti/Si O2/Si/Si O2的良好异质集成,完成微型能量采集器制造过程中关键一步。经介电性能测试,PZT厚膜具有双蝴蝶状的极化反转峰,体现出较高的介电性能和耐压强度。400 k V/cm驱动条件下,测得PZT厚膜的电滞回线,其剩余极化强度Pr为37.7μC/cm2,矫顽场强为41.2 k V/cm,表现出良好的铁电性能。 量转换效率以及输出能量密度［10］。相比其他永磁材料，NdFeB永磁体具有矫顽力高、剩余磁感应强度大、磁能积高等优点［11］，选取其作为磁场，固定于微结构下方。在环境振动条件下，一方面，质量块带动悬臂梁上下运动，生长于悬臂梁两端的PZT功能压电厚膜产生机械形变，根据压电材料的正压电效应，压电厚膜上下表面产生电势差，收集电能实现压电发电;另一方面，质量块带动Au线圈运动，根据法拉第电磁感应定律，线圈切割磁感线，产生感应电动势。该器件结构设计如图1所示。图1器件整体结构设计图器件微结构的一阶谐振频率f为［12］f=Ed(h1+h2)3π2ml槡3悬臂梁端部能承受的最大应力Tm为Tm=3mal2d(h1+h2)式中m为质量块的质量l，d，h1分别为悬臂梁的长度、宽度、厚度，h2为PZT压电功能膜的厚度，E为弹性模量。

www.suoguanjixie.name2ANSYS仿真分析利用有限元仿真分析软件ANSYS14读出电路设计-电动液压滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱．0对微结构建立有限元模型，进行静力学仿真分析及模态仿真分析，从而得到器件结构所需的最优尺寸。2．1静力学仿真分析施加约束于微结构的支撑底座面，在质量块中心位置的Z轴方向施加3gn的加速度激励，求解分析获得微结构静态位移(图2)、静态应力在悬臂梁上的分布情况(图3)，可以看出，八根悬臂梁的应力分布、位移分布均相同。悬臂梁上的最大位移为3．33μm，最大应力为7．84MPa，远小于Si的断裂强度(0．5GPa)［13］。就单根悬臂梁而言，最大应力分布于悬臂梁两端，且关于梁中心位置大小相等，方向相反，将压电功能材料PZT厚膜设计分布于悬梁两端，采用单梁上共用底电极、上电极断开的设计方法，通过串联实现电荷量最大限度的收集，增大系统输出电压硅微陀螺敏感电容电荷读出电路性能的优劣直接决定着陀螺仪测量精度。通过对敏感电容读出电路的建模分析,采用差分调制技术实现了低噪声信号输出,从电路组成、参数设置、PCB布局布线等多方面综合考虑,优化设计了能抑制低频噪声以及高灵敏度电荷读出电路。实验结果表明:该电路输出噪声为槡-116.24 d BV/Hz1/2,敏感电容检测分辨率可达1.16×10-19F/Hz1/2。读出电路设计-电动液压滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱 www.suoguanjixie.name