微型能量采集技術與自驅動傳感系統(tǒng)

目錄
前言
第1章 微型能量采集技術 1
1.1 信息時代的能源危機 1
1.2 常用的能量采集技術 2
1.2.1 太陽能發(fā)電技術 2
1.2.2 熱能發(fā)電技術 4
1.2.3 生物化學能發(fā)電技術 5
1.2.4 機械能發(fā)電技術 6
1.2.5 常見能量采集技術的比較 7
1.3 采集機械能的微型能量采集器 7
1.4 復合式能量采集系統(tǒng) 14
1.4.1 多能量采集器的復合供能 14
1.4.2 多能量采集器的復合儲能 16
1.5 主動傳感技術與自驅動智能微系統(tǒng) 17
1.5.1 主動傳感技術原理概述 17
1.5.2 自驅動智能微系統(tǒng)概述 18
1.6 本章小結 19
參考文獻 19
第2章 電磁式能量采集器 23
2.1 電磁能量采集原理 23
2.2 電磁式能量采集器的工作模式 24
2.3 電磁式能量采集器的結構設計與優(yōu)化 26
2.4 電磁式能量采集器的制備工藝 29
2.4.1 硬磁材料的電鍍工藝 29
2.4.2 能量采集器的制備工藝 32
2.5 電磁式能量采集器性能測試與分析 34
2.6 本章小結 36
參考文獻 36
第3章 壓電式能量采集器 37
3.1 壓電能量采集原理 37
3.2 壓電材料 38
3.3 壓電式能量采集器的典型結構與仿真分析 40
3.4 壓電式能量采集器的制備工藝 43
3.5 壓電式能量采集器的性能測試與分析 45
3.5.1 壓電式能量采集器的測試平臺 45
3.5.2 壓電式能量采集器的輸出性能 46
3.6 本章小結 47
參考文獻 47
第4章 摩擦發(fā)電機 49
4.1 摩擦發(fā)電原理 49
4.1.1 材料的摩擦序列 49
4.1.2 摩擦發(fā)電機的工作原理 50
4.2 接觸分離式摩擦發(fā)電機 53
4.2.1 三明治結構 53
4.2.2 接觸分離式摩擦發(fā)電機的制備工藝 55
4.2.3 接觸分離式摩擦發(fā)電機的性能與應用 56
4.3 滑動式摩擦發(fā)電機 59
4.4 單電極式摩擦發(fā)電機 62
4.4.1 單電極式摩擦發(fā)電機的工作原理 62
4.4.2 單電極式摩擦發(fā)電機的結構設計 63
4.4.3 單電極式摩擦發(fā)電機的制備工藝 65
4.4.4 單電極式摩擦發(fā)電機的性能與應用 66
4.5 自由滑動式摩擦發(fā)電機 67
4.6 無電極式摩擦發(fā)電機 71
4.6.1 以大地為參考電極的工作原理 71
4.6.2 以大地為參考電極的結構設計 72
4.6.3 以大地為參考電極的性能與應用 73
4.6.4 以導體為參考電極的工作機理和結構設計 74
4.6.5 以導體為參考電極的性能與應用 76
4.7 摩擦發(fā)電機的性能優(yōu)化 78
4.7.1 增加表面接觸面積 78
4.7.2 改變表面材料得失電子的能力 81
4.7.3 提升表面電荷密度 83
4.8 本章小結 86
參考文獻 86
第5章 三維能量采集器 89
5.1 三維結構的加工技術及應用 89
5.1.1 三維結構的加工技術 89
5.1.2 三維結構的應用 94
5.2 三維電磁式能量采集器 96
5.2.1 三維電磁式能量采集器的結構設計 97
5.2.2 三維電磁式能量采集器的制備工藝 98
5.2.3 三維電磁式能量采集器的性能與應用 99
5.3 三維壓電式能量采集器 103
5.3.1 三維壓電式能量采集器的結構設計 103
5.3.2 三維壓電式能量采集器的制備工藝 103
5.3.3 三維壓電式能量采集器的性能與應用 105
5.4 三維摩擦發(fā)電機 106
5.4.1 三維摩擦發(fā)電機的結構設計 106
5.4.2 三維摩擦發(fā)電機的制備工藝 109
5.4.3 三維摩擦發(fā)電機的性能與應用 110
5.5 液態(tài)環(huán)境下的三維摩擦發(fā)電機 112
5.5.1 液態(tài)環(huán)境下三維摩擦發(fā)電機的結構設計 112
5.5.2 液態(tài)環(huán)境下三維摩擦發(fā)電機的制備工藝 114
5.5.3 液態(tài)環(huán)境下三維摩擦發(fā)電機的性能與應用 116
5.6 本章小結 121
參考文獻 122
第6章 復合式能量采集器 125
6.1 電磁-摩擦復合式能量采集器 125
6.1.1 電磁-摩擦復合式能量采集器的工作原理 125
6.1.2 電磁-摩擦復合式能量采集器的結構設計 127
6.1.3 電磁-摩擦復合式能量采集器的制備工藝 128
6.1.4 電磁-摩擦復合式能量采集器的性能與應用 129
6.2 壓電-摩擦復合式能量采集器 131
6.2.1 壓電-摩擦復合式能量采集器的工作原理 132
6.2.2 簡單復合模式 135
6.2.3 異步工作模式 138
6.2.4 同步工作模式 142
6.3 光伏-摩擦復合式能量采集器 146
6.3.1 光伏-摩擦復合式能量采集器的工作原理 146
6.3.2 光伏-摩擦復合式能量采集器的結構設計 148
6.3.3 光伏-摩擦復合式能量采集器的制備工藝 149
6.3.4 光伏-摩擦復合式能量采集器的性能與應用 150
6.4 本章小結 152
參考文獻 153
第7章 主動傳感技術 155
7.1 主動傳感原理 155
7.1.1 模擬式主動傳感原理 155
7.1.2 數(shù)字式主動傳感原理 156
7.2 基于振幅的主動壓力傳感器 157
7.2.1 基于振幅的主動壓力傳感器的工作原理與設計 157
7.2.2 基于振幅的主動壓力傳感器的制備工藝 159
7.2.3 基于振幅的主動壓力傳感器的性能與應用 160
7.3 基于比例的主動定位傳感器 162
7.3.1 基于比例的主動定位傳感器的工作原理與設計 162
7.3.2 基于比例的主動定位傳感器的制備工藝 166
7.3.3 基于比例的主動定位傳感器的性能與應用 168
7.4 基于頻率的主動滑動傳感器 173
7.4.1 基于頻率的主動滑動傳感器的工作原理與設計 174
7.4.2 基于頻率的主動滑動傳感器的制備工藝 178
7.4.3 基于頻率的主動滑動傳感器的性能與應用 179
7.5 基于開關模式的主動判別傳感器 182
7.5.1 基于開關模式的主動判別傳感器的工作原理與設計 182
7.5.2 基于開關模式的主動判別傳感器的制備工藝 182
7.5.3 基于開關模式的主動判別傳感器的性能與應用 184
7.6 基于比較模式的主動判別傳感器 186
7.6.1 基于比較模式的主動判別傳感器的工作原理與設計 186
7.6.2 基于比較模式的主動判別傳感器的制備工藝 188
7.6.3 基于比較模式的主動判別傳感器的性能與應用 189
7.7 本章小結 191
參考文獻 191
第8章 自驅動智能微系統(tǒng) 192
8.1 系統(tǒng)構成 192
8.2 能量模塊 193
8.2.1 能量存儲 194
8.2.2 能量管理電路 197
8.2.3 自驅動能量單元 205
8.3 感知模塊 212
8.3.1 非接觸式電子皮膚的結構設計 213
8.3.2 標準化測試與性能表征 214
8.3.3 多通道人機交互界面的實時游戲平臺 217
8.4 響應模塊 219
8.4.1 基于無線傳輸?shù)娜梭w運動監(jiān)測系統(tǒng) 220
8.4.2 自驅動可視化傳感技術 222
8.5 應用實例 226
8.6 自驅動智能微系統(tǒng)的未來 228
參考文獻 229