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近日，蘭州大學(xué)材料與能源學(xué)院研究團隊提出阻抗解耦策略用于提高自供能傳感系統中的傳感精度，實(shí)現高精度多模態(tài)傳感。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)的飛速發(fā)展，利用環(huán)境能量供電的自供能傳感技術(shù)愈發(fā)重要。但是，由于發(fā)電機與傳感器、傳感器與傳感器之間存在阻抗耦合，自供能傳感系統的傳感精度難以滿(mǎn)足實(shí)際傳感需求。因此，研究團隊提出了一種阻抗解耦策略（Impedance decoupling strategy，圖1），通過(guò)引入小阻值固定電阻作為分流電路，穩定分流電路和傳感器網(wǎng)絡(luò )的整體阻抗，切斷發(fā)電機與傳感器、傳感器與傳感器之間的阻抗耦合，以提高發(fā)電機收集機械能為傳感器實(shí)時(shí)供電的性能，進(jìn)而提高自供能傳感系統的傳感精度。研究結果表明，基于該策略構建的自供能傳感系統能夠實(shí)現實(shí)時(shí)多模態(tài)傳感，相對測量誤差低至–4.6%（圖2）。這項工作為設計自供能多模態(tài)傳感系統提供了有益的指導，并有助于其實(shí)際應用。

圖1. 阻抗解耦策略的工作原理

圖2. 基于阻抗解耦策略的自供能實(shí)時(shí)多模態(tài)傳感演示

基于該阻抗解耦策略構建的自供能多模態(tài)傳感系統，特別適用于偏遠無(wú)人區、軍事戰場(chǎng)等極端環(huán)境下的長(cháng)期部署，其獨特的自供能特性和實(shí)時(shí)多模態(tài)傳感功能將為生態(tài)網(wǎng)絡(luò )監測的構建、自然災害早期預警及戰場(chǎng)形勢感知等關(guān)鍵領(lǐng)域提供技術(shù)支撐。研究團隊成員劉書(shū)海表示：“該策略有效解決了自供能傳感系統中的阻抗耦合難題，為自供能傳感系統的構筑提供了新思路，未來(lái)有望結合多種能量收集手段，構建全天候無(wú)人值守多模態(tài)傳感網(wǎng)絡(luò )?！?/p>

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61166-6