一、引言

压电陶瓷因其机械-电能转换效率高、响应频带宽等特点，被广泛应用于振动能量收集与自供能传感系统。通过测量输出电压或电流可反推振动强度与频率，适用于无线传感器节点、物联网终端等低功耗设备供电与状态感知。本文将介绍其核心原理与典型应用。

二、核心技术原理

压电效应与逆压电效应

材料受力产生电荷，反之通电产生形变。

共振匹配与能量最大化设计

设计悬臂梁结构使系统在特定频率下高效响应。

功率管理电路与储能单元

包括整流、滤波、升压、超级电容/电池充电模块。

三、典型应用场景

桥梁与轨道振动能量收集

为无线传感器提供可持续电源支持。

工业设备状态监测

通过能量输出变化判断设备异常振动。

穿戴设备与人体运动能量捕获

利用行走、摆臂动作为健康监测设备供电。

四、未来发展方向

宽频段多模态能量收集器

提升非稳态振动环境下的适应性与稳定性。

嵌入式自供能传感系统

构建“采集-测量-通信”一体化边缘节点。