压电能量采集器
软件：comsol6.2
极低功率电子系统和无线系统的发展引起人们对能量采集领域产生极大关注，设计能量采集器件器件用于为传感器和无线通信系统供电，此模型分析一种简单的“震动”能量采集器，该采集器设计为根据加速度的局部变化产生电能。能量采集器由双压电晶片组成，晶片一端夹在振动机械上，另一端安装有检测质量块 。双压电晶片内嵌两个输出电极，悬臂梁的外表面有两个接地电极。
压电能量采集器模型
材料
压电片：PZT-5A
支撑结构，质量块：structural steel
comsol 物理场
结构力学 -> 电磁-结构相互作用 -> 压电 -> 压电，固体
AC/DC -> 电路
comsol 研究
一般研究 -> 频域
comsol 参数以及边界设置
固体力学 -> 弹性材料1的域选择支撑结构和质量块；
为固体力学 -> 弹性材料1添加阻尼，并设置阻尼类型为各向同性损耗因子，各向同性损耗因子选择用户自定义，参数为0.001；
固体力学 -> 压电材料1的域选择双压电晶片；
固体力学 -> 压电材料1添加机械阻尼，并设置阻尼类型为各向同性损耗因子，各向同性损耗因子选择用户自定义，参数为0.001；
在固体力学中添加体载荷域，体载荷选择所有域，并设置力Fv在Z轴上的大小-solid.rho*g_const；
在固体力学中添加固定约束边界，固定约束边界选择支撑结构下面；
静电的域选择双压电晶片；
在静电中添加接地边界，选择域分别为双压电晶片A的上面和B下面；
在静电中添加终端边界，选择域分别为双压电晶片的A下面和B上面，终端类型设置为电路；
在电路中添加电阻和外部I终端；
将电阻节点连接标签n设置为0，电阻值设置1200k；
将外部I终端节点连接节点名称设置为1，电势选择终端电压(estrem1)；
网格中添加自由四面体网格，并全部构建；
在组件 -> 定义 添加 -> 非局部耦合 -> 积分
comsol 研究
研究设置：频域 range(62,1,80)
结果
应力形变
电势
频率响应：电压和功率
负载相关性：电压和功率
加速度相关性：电压和功率
结论
仿真了当能量采集器受到正弦加速度激励时，输入机械功率和采集的功率，以及在双压电晶片上感应产生的峰值电压随频率变化的情况。
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