二次碰撞升频压电振动能采集器研究

压电振动能量采集器可以通过压电效应收集环境中的振动能,但现实中环境振动频带较窄,使采集器在低频表现很差。鉴于此,在传统一次碰撞升频采集器的基础上设计了二次碰撞升频采集器,以达到提高低频能量采集效率的目的。建立了物理模型,在原理上证明方法的可行性;分别设计了二次碰撞升频和一次碰撞升频压电振动能采集器实验。对比分析发现,二次碰撞升频扩宽了收集频带46.2%,但相应的电压幅值小幅下降,低频环境下表现优秀但高频表现变差。最后探究了附加尖端质量的影响。试验结果表明,采集器的1阶共振频率、最大输出电压均随着其增大而减小,1阶共振频率与尖端质量呈现近似线性相关。