近年来，随着微机械加工技术、微电子技术以及无线技术的不断提高，诸如射频识别系统、嵌入式系统、无线传感器以及各种可植入微型传感器之类的电子产品快速进入集成化、微型化和低功耗时代。然而，传统的化学电池因存在体积大、寿命短、存储能量有限以及带来环境污染等各种不利因素，已经很难满足微器件的供能需求。因此，新的供电技术研究已经成为亟待解决的关键技术问题。本论文总结了国内外压电俘能技术的研究现状及存在问题。对压电材料技术、压电振子结构技术、能量存储技术等方面的研究成果进行了深入分析。论文的主要研究内容是：首先，详细介绍了压电效应原理，结合压电陶瓷的机电耦合特性，建立了压电俘能器能量输出等效电路模型。根据该模型推导出压电俘能器的共振频率、压电电压以及输出功率公式；其次，对压电俘能器的结构进行优化，设计出三种压电模型，并运用ANSYS有限元仿真软件对其进行静态分析。同时研究了压电俘能器谐振频率对其发电量的影响，设计出宽频响应的压电俘能器。基于有限元仿真软件ANSYS，建立了宽频响应压电俘能器有限元模型，并通过仿真分析得到一、二阶模态的振型以及压电俘能器的幅频响应曲线图；最后，建立了一整套自供电无线传感器实验测试系统。将压电俘能器产生的电能供给温度采集发射模块。在无任何外界电源的情况下，可以持续发送温度信号。本文通过理论推导和ANSYS有限元仿真，提出了压电俘能器优化模型以及实现宽频响应的设计方案。最后通过实验验证了压电俘能器进行振动能量采集方案的可行性，对设计适用于自然环境的、有较高转换效率的振动俘能器有一定的借鉴价值。