基于复用结构的高灵敏度自取能式无线振动传感器.docxVIP

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2025-01-21 发布于广东
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基于复用结构的高灵敏度自取能式无线振动传感器.docx

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基于复用结构的高灵敏度自取能式无线振动传感器

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.3文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

高灵敏度自取能式无线振动传感器原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

2.1复用结构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.2自取能原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.3无线传输原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

传感器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

3.1复用结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1.1结构优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1.2材料选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2自取能电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.2.1能量收集模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2.2能量管理模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.3无线传输模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.3.1发射器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3.2接收器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

传感器制造与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.1制造工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.2性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

实验与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.1实验平台搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.2实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.2.1灵敏度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.2.2能量收集效率分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

5.2.3无线传输性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

传感器应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

6.1应用于工业监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

6.2应用于建筑结构健康监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

6.3应用于航空航天领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

1.内容概括

本文主要针对传统无线振动传感器在灵敏度、自供电能力以及抗干扰性能方面的不足，提出了一种基于复用结构的高灵敏度自取能式无线振动传感器设计。该传感器通过创新性地采用复用结构，实现了对振动信号的放大与转换，显著提高了传感器的灵敏度。同时，结合自取能技术，传感器能够自主从振动能量中获取电能，无需外部电源，从而解决了传统传感器依赖外部供电的局限性。此外，本文还对传感器的抗干扰性能进行了深入分析，并提出了相应的优化措施，确保了传感器在各种复杂环境下的稳定性和可靠性。全文共分为四个部分，首先介绍了振动传感器的背景和意义，随后详细阐述了复用结构的设计原理和实现方法，接着分析了自取能