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自供电汽车轮胎压力报警器压电振子优化设计研究

作　者: 佟国亮
导　师: 杨志刚
学　校: 吉林大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: B型压电振子优化设计 SSHI接口技术 TPMS
分类号: TP211
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 169次
引　用: 2次
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内容摘要

本文利用压电发电装置将汽车行驶过程中机械振动能转换为电能,作为TPMS(汽车轮胎报警器)监测模块的电源,从而取代传统电池。由于传统电池寿命有限,需要经常更换,这给TPMS的使用带来很大不便。而压电材料由于其良好的压电性,能够有效的实现机械能与电能之间的转换,而且制成的压电发电装置具有结构简单、寿命长、无电磁干扰等优点。用压电发电装置代替电池为TPMS监测模块供电就可以避免经常更换电池所带来的不便,而且还可以减少废旧电池对环境的污染。最近十几年来,国内外许多专家对压电材料的发电性能进行大量了研究,并且取得了不错的成果。通过不断的理论和实验研究,已经成功将压电发电应用在许多微小功耗电子器件中。一系列压电发电的成功应用表明其作为微小功耗器件的电源供应有着良好的发展前景,本文正是基于这一点,展开以压电发电装置作为TPMS监测模块电源的实验研究。

全文目录

提要  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 前言  9
  1.2 国内外压电发电研究现状  9-12
  1.3 压电发电的最新应用  12-15
  1.4 轮胎压力报警系统（TPMS）的介绍  15-17
    1.4.1 TPMS 的含义  15
    1.4.2 TPMS 的由来及市场  15
    1.4.3 TPMS 工作原理简介  15-16
    1.4.4 TPMS 无源化方向  16-17
  1.5 本文研究内容  17-18
第二章压电陶瓷及B 型压电振子  18-26
  2.1 压电陶瓷的特性  18-22
    2.1.1 压电发电的理论依据—压电效应  18-19
    2.1.2 极化处理后具有压电性的压电陶瓷的性能参数  19-22
  2.2 B 型压电振子的优点  22-24
  2.3 压电振子最优支撑形式的选择  24
  2.4 压电振子最优联接方式的选择  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章悬臂梁压电振子结构参数的优化设计  26-40
  3.1 压电振子悬臂梁应变分布特点  26-29
  3.2 压电振子静态特性  29-30
    3.2.1 单晶片压电振子的静态特性  29
    3.2.2 双晶片压电振子的静态特性  29-30
  3.3 压电振子悬臂梁的固有频率  30-34
    3.3.1 压电振子悬臂梁的等效刚度  30-32
    3.3.2 悬臂梁结构的自由振动和固有频率  32-34
  3.4 悬臂梁压电振子发电模型  34-38
  3.5 本章小结  38-40
第四章压电振子发电能力的优化实验  40-50
  4.1 装夹方式对压电振子发电能力的影响  40-42
  4.2 配重对压电振子发电能力的影响  42-43
  4.3 厚度对压电振子发电能力的影响  43-45
  4.4 长度对压电振子发电能力的影响  45-46
  4.5 杨氏模量对压电振子发电能力的影响  46-47
  4.6 单晶片与双晶片压电振子发电能力的对比  47-48
  4.7 本章小结  48-50
第五章压电发电装置的优化设计  50-61
  5.1 TPMS 的工作情况简介  50-52
  5.2 压电发电装置的设计  52-56
    5.2.1 轮胎动力学特性分析  52-53
    5.2.2 压电振子的振动分析  53-54
    5.2.3 压电发电装置的外围存储电路  54-56
    5.2.4 压电发电装置结构设计  56
  5.3 各频率下的实验室发电实验  56-58
  5.4 压电发电装置的上车发电实验  58-59
  5.5 本章小结  59-61
第六章结论与展望  61-63
  6.1 本文结论  61-62
  6.2 研究展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
摘要  67-69
ABSTRACT  69-71

自供电汽车轮胎压力报警器压电振子优化设计研究

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