旋转运动是日常生活、工业生产中最基本的运动形式之一,一直以来都是工程应用领域的研究热点。传统的旋转运动传感主要基于光电效应和电磁感应,随着工业自动化程度的不断提升,具备自供电特性的无源传感技术受到越来越多研究人员的重视。自供电传感器无需任何外部电源即可获取环境能量,从而主动且独立地运行,斩断了传感器的最后一根线缆——电源线,因此被认为是解决大规模无线传感器网络电源问题的潜在途径。基于摩擦起电和静电感应的摩擦电纳米发电机（TENG）是一种收集环境机械能并将其转化为可用电能的前沿技术,其输出信号能够准确反映外部激励的实时变化,广泛应用于各类物理量的监测感知。然而,近年来开发的基于TENG的转速传感器仍然存在信号来源单一、鲁棒性差、信息传输不同步等缺陷。本文针对不同动力源驱动场景的运行特点和转速监测需求,提出两种自供电转速传感器设计方案,并对其电学性能和可靠性进行了测试表征,实现了基于多路传感信号协同传感的异源驱动转速监测。本论文研究要点如下:针对以重载电机为例的恒定动力源驱动环境中的转速监测需求,提出并制备了一种基于摩擦-电磁同轴集成的自供电转速传感器。装置中集成有自制磁性联轴器,通过非机械接触将电机旋转轴上的转动能量同步传递给极性相反的磁钢,以降低刚性连接引起的噪声干扰。同时,首次提出了由滚动金属球和导电织物组成的旋转引线结构,解决了旋转组件中转子的电能传输难题。此外,装置中摩擦纳米发电机和电磁感应发电机均可单独作为供电设备或传感信号来源,有效提高了传感器件的稳定性与耐久性。此外,得益于摩擦材料的合理选择和性能优化,器件的信号线性度高达0.995,其输出电能在经过能源管理后可为系统供电,实现了能量自供给和转速协同传感的功能集成。不同于恒定动力源驱动场景,以自然低风速环境为代表的可变动力源驱动场景对装置的起动性能和感知能力有着更为严苛的要求。为此,提出了一种具有低摩擦阻力、高灵敏度的微风起动自供电风速传感器。考虑到器件在恶劣环境中的运行可靠性,装置整体采用了“汉堡式”模块化结构设计,由风力驱动模组、用于环境能量采集的供电模组和用于风速传感的传感模组构成。其关键驱动单元以“类萨沃纽斯风轮”为核心组件,由具有优异流场特性的阵列翼型叶片制成。在低摩擦阻力驱动模组和低粘度摩擦电材料的协同作用下,器件能够在低至2.9 m/s的微风环境下被激活。装置工作时,风轮在驱动电磁感应发电单元为系统供能的同时,还引导着TENG感知外界风速变化。装置能够通过对电压频率和电流幅度的协同分析,实现对关键区域外界风速的精准感知。本研究以物理信号的获取与分析为研究主线,根据不同动力源场景的驱动特点,通过对传感装置换能原理、器件结构、材料选取和信号分析等方面的优化,开展了异源驱动源自供电转速传感器的设计与性能研究,针对性地提出了两种自供电转速传感装置,并在多种典型驱动场景中进行了应用验证,实现了对可变/恒定动力源转速的实时精确监测,有效拓展了自供电传感技术在工业监测、环境感知及智慧农业等领域的应用前景。