圧電センサは、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、エネルギーの収穫用途に役立ちます。能力の適切な設計と計算は、効率的な性能のために不可欠です。この記事では、圧電気エネルギーの収穫機とエネルギー出力を推定するための方法の設計における重要な考慮事項について説明します。

圧電気エネルギーハーベスターの設計原則

圧電気エネルギーの収穫機の設計は適した材料を選ぶこと、幾何学を最適化し、機械両立性を保障します。共通の圧電気材料は鉛のジルコネートのチタニウム(PZT)およびポリ塩化ビニルインのフッ化物(PVDF)を含んでいます。そのようなcantileverのビームか適用範囲が広いパッチのような幾何学は、機械緊張の量に影響を与え、その結果、電気エネルギーは発生しました。

設計の重要な要因は共鳴周波数、機械的ダンピング、および負荷抵抗を含みます。 収穫者の共鳴周波数を周囲の振動周波数に合わせることで、エネルギー転送が最大になります。 負荷抵抗は電力出力に影響を及ぼす一方で、機械的ダンピングは振動を持続するために最小限にすべきです。

省エネルギーの収穫能力の計算

収穫能力は、次の式で推定できます。

[]パワー(P) = (d[2[]]]) * Y * ]2[]]])/R[[[

どこ:

  • d] =圧電係数
  • Y = ヤングの物質の係数
  • ω] =振動の角度周波数
  • R] = 耐荷重

これらのパラメータを測定または推定することにより、エンジニアは特定の条件下で圧電気収穫機のエネルギー出力を予測することができます。設計の調整は、特定のアプリケーションのためのエネルギー収集を最適化するために作ることができます。