The d-arched piezoelectric-triboelectric hybrid nanogenerator as a self-powered vibration sensor

摩擦电效应 纳米发生器 压电 能量收集 振动 电压 声学 线性 材料科学 机械能 传感器 电气工程 压电传感器 灵敏度(控制系统) 功率(物理) 工程类 电子工程 物理 复合材料 量子力学
作者
Jie Zhu,Xiaojuan Hou,Xushi Niu,Xuepei Guo,Jing Zhang,Jian He,Tao Guo,Xiujian Chou,Xue Chen,Wendong Zhang
出处
期刊:Sensors and Actuators A-physical [Elsevier BV]
卷期号:263: 317-325 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.sna.2017.06.012
摘要

With the rapid development of traditional sensors, the long-time reliable power supply has been one of the severe problems to restrict the sensors' wide applications in daily life. Here, this paper presents a d-arched sensor consisting of piezoelectric-triboelectric energy harvesting unit, which can be treated as a real-time self-powered vibration sensor which can simultaneously convert mechanical energy into electrical energy. The d-arched sensor with middle shared electrode based on piezoelectric-triboelectric hybrid mechanisms can increase sensitivity and measuring range through improving the corresponding output voltage and current performance. After surface micro-nano structural design and size optimization, the E-piezoelectric output voltage and current increase by 25% and 42.6% at a frequency of 10 Hz and mechanical force of 5 N, correspondingly, the E-triboelectric output voltage and current increase by 21.9% and 69.3%, respectively. Moreover, the d-arched hybrid nanogenerator (NG) as a sensor presents that the sensitivities of the sensor are 3.65 μW/g and 6.14 μW/g under the vibration amplitude of 3 mm and 6 mm, accordingly the linearity errors of the sensor are 4.23% and 5.12% under the vibration amplitude of 3 mm and 6 mm, respectively. The measurement demonstrates that a good linearity between the E-piezoelectric output power and the acceleration of vibration. Therefore, it is evident that the d-arched hybrid NG can be used as a vibration sensor.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Owen应助zihang采纳,获得10
刚刚
saaa发布了新的文献求助10
2秒前
领导范儿应助呆毛采纳,获得10
3秒前
3秒前
毛果果发布了新的文献求助10
3秒前
打打应助调皮的烤鸡采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
ffff完成签到,获得积分20
5秒前
搜集达人应助可研采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
青木香发布了新的文献求助10
9秒前
赖风娇发布了新的文献求助10
10秒前
Dawang发布了新的文献求助10
11秒前
Nuyoah丶09发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
14秒前
EM完成签到 ,获得积分20
16秒前
灏蝻发布了新的文献求助10
17秒前
SciGPT应助赖风娇采纳,获得10
17秒前
17秒前
北北发布了新的文献求助10
20秒前
峻逸忘幽完成签到,获得积分10
23秒前
万能图书馆应助小蓝通红采纳,获得10
23秒前
yugy发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
25秒前
予秋发布了新的文献求助10
26秒前
香蕉觅云应助苗条小猫咪采纳,获得10
26秒前
希望天下0贩的0应助浮爔采纳,获得10
29秒前
29秒前
Ai_niyou完成签到,获得积分10
29秒前
ikutovaya发布了新的文献求助10
29秒前
可研完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
31秒前
大模型应助Shi采纳,获得10
33秒前
任性蜗牛发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6406838
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8226025
关于积分的说明 17445104
捐赠科研通 5459574
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2884888
邀请新用户注册赠送积分活动 1861311
关于科研通互助平台的介绍 1701779