近年來,物聯(lián)網(wǎng)和信息時(shí)代正在到來,而其中首先要解決的就是獲取準(zhǔn)確可靠的信息,而傳感器作為獲取信息的主要途徑顯得尤為重要。其中,電流與我們的日常生活和生產(chǎn)息息相關(guān)。為了能夠在不同環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)電流或危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)的自動(dòng)保護(hù),我們需要應(yīng)用不同的電流傳感器。為了實(shí)現(xiàn)無需外界電源的被動(dòng)式檢測(cè)、非接觸測(cè)量、無需環(huán)繞導(dǎo)線、雙線檢測(cè)等,壓電懸臂梁式電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生,但傳統(tǒng)諧振壓電懸臂梁式電流傳感器靈敏度和檢測(cè)范圍較低。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)低功率乃至自供電的電流預(yù)警檢測(cè),以用于大量傳感節(jié)點(diǎn)中,需要一種能夠通過物理觸發(fā)機(jī)制以實(shí)現(xiàn)閾值觸發(fā)特性的電流傳感器。因此,本文提出了基于雙穩(wěn)態(tài)阱間振蕩的新型壓電懸臂梁式電流傳感器。通過研究雙穩(wěn)態(tài)振動(dòng)能量采集器,分析了雙穩(wěn)態(tài)機(jī)制對(duì)懸臂梁輸出的影響,提出了一種兩自由度的雙穩(wěn)態(tài)可變勢(shì)壘振動(dòng)能量采集器,推導(dǎo)了其系統(tǒng)的機(jī)電控制方程和勢(shì)能函數(shù),通過諧波激勵(lì)和隨機(jī)激勵(lì)下的仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,驗(yàn)證了雙穩(wěn)態(tài)可變勢(shì)壘振動(dòng)能量采集器比傳統(tǒng)雙穩(wěn)態(tài)振動(dòng)能量采集器具有更高的輸出,特別是在低激勵(lì)下。其系統(tǒng)中彈簧的彈簧剛度不僅有助于拓寬采集帶寬,并且對(duì)系統(tǒng)特性有很大影響。建立了諧振壓電懸臂梁式直流電流... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓電懸臂梁式電流傳感器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 雙穩(wěn)態(tài)壓電振動(dòng)能量采集器研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容
第二章 雙穩(wěn)態(tài)可變勢(shì)壘振動(dòng)能量采集器
    2.1 結(jié)構(gòu)及原理
    2.2 理論建模
        2.2.1 傳統(tǒng)雙穩(wěn)態(tài)振動(dòng)能量采集器
        2.2.2 雙穩(wěn)態(tài)可變勢(shì)壘振動(dòng)能量采集器
    2.3 仿真分析
        2.3.1 簡(jiǎn)諧激勵(lì)
        2.3.2 隨機(jī)激勵(lì)
    2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)搭建
        2.4.3 實(shí)驗(yàn)分析
    2.5 彈簧剛度的討論
    2.6 本章總結(jié)
第三章 諧振壓電懸臂梁式電流傳感器
    3.1 傳感機(jī)理
    3.2 理論模型建立
    3.3 靈敏度影響因素
    3.4 本章總結(jié)
第四章 雙穩(wěn)態(tài)壓電懸臂梁式電流傳感器
    4.1 連續(xù)式檢測(cè)
        4.1.1 檢測(cè)原理
        4.1.2 理論分析
        4.1.3 仿真分析
        4.1.4 影響靈敏度和檢測(cè)范圍的因素
    4.2 觸發(fā)式檢測(cè)
        4.2.1 結(jié)構(gòu)及原理
        4.2.2 理論分析
        4.2.3 仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.2.4 交流電流觸發(fā)式檢測(cè)的討論
    4.3 勢(shì)壘的討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論
    5.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及碩士期間攻讀成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]彈性支撐雙穩(wěn)壓電懸臂梁振動(dòng)響應(yīng)及能量采集研究[J]. 高毓璣,冷永剛,范勝波,賴志慧.  物理學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]雙穩(wěn)態(tài)壓電懸臂梁發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模及分析[J]. 孫舒,曹樹謙.  物理學(xué)報(bào). 2012(21)
[3]懸臂梁壓電振子寬帶低頻振動(dòng)能量俘獲的隨機(jī)共振機(jī)理研究[J]. 陳仲生,楊擁民.  物理學(xué)報(bào). 2011(07)
[4]一種寬頻的磁式壓電振動(dòng)能量采集器[J]. 馬華安,劉景全,唐剛,楊春生,李以貴.  傳感器與微系統(tǒng). 2011(04)

博士論文
[1]非線性雙穩(wěn)壓電懸臂梁振動(dòng)響應(yīng)及能量采集研究[D]. 高毓璣.天津大學(xué) 2017

碩士論文
[1]兩類多穩(wěn)態(tài)振動(dòng)能量采集器的非線性振動(dòng)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張凌皓.天津大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3057221