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實驗名稱：輪胎內附壓電片式能量收集裝置的研究 研究方向：輪胎 測試目的： 在低速運動范圍內，輪胎內附壓電片式能量收集裝置的方案同樣具有一定的實用價值。輪胎內附壓電片式能量收集裝置的優點在于裝置簡單，缺陷在于在強激勵下易于發生壓電材料的疲勞和破壞，同時輪胎高速運轉時溫度會急劇升高，溫度對能量收集裝置系統輸出性能的影響也不容忽略。針對溫度對輪胎內附壓電片式能量收集裝置的影響問題，著重通過溫度適應性實驗對裝置輸出性能的影響進行研究。 測試設備：ATA-3080功率放大器、信號發生器、激振器、LabVIEW軟件平臺等。 實驗過程： 圖：改進后的系統輸出電壓實驗平臺 在原有實驗平臺的基礎上，增加了微電腦溫度控制器，具體實驗平臺如下圖所示，控制器由恒溫加熱板和LED顯示器組成，可調節加熱板對壓電片所在區域進行加熱至指定溫度，現調節微電腦溫度控制器至不同溫度，控制YE系列激振器的激勵頻率為2.8Hz，脈沖寬度為40ms，來測試不同溫度下系統輸出電壓的結果。運用微電腦溫度控制器調節壓電片表面的溫度從室溫(20℃)到80℃，來模擬路面上正常工作的輪胎所處的溫度范圍，來研究溫度變化對收集方案能量輸出性能的影響。 圖：溫度對系統輸出電壓的影響實驗平臺圖 圖：不同溫度下的系統輸出電壓的有效值實驗結果圖 實驗中每間隔10℃進行一次實驗，為了驗證壓電材料對于高溫情況下的耐久性，每次溫度保持10分鐘后讀取結果。從實驗結果圖中可看出，溫度在從20℃到80℃的變化范圍內時，系統輸出開路電壓的有效值沒有發生明顯變化，溫度為80℃時輸出電壓有效值最低為2.64V，溫度為50℃時輸出電壓有效值最高為2.87V，整體上來看相差不大。由此可以初步說明，此能量收集方案能適應輪胎在實際工作時溫度會升高的特殊情況，溫度升高對使用壓電纖維復合材料(MFC)的輪胎內附壓電片式能量收集方案沒有明顯影響。 安泰ATA-3080C功率放大器： 圖：ATA-3080C功率放大器指標參數 |
