自驱动传感的概念自从被提出来已经成为当前发展的一种趋势,基于摩擦起电和静电感应的摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator,TENG）是其中最具应用前景的自驱动传感技术之一,有望作为无线传感节点的有效供能和传感方式,从而解决传统的电池供电的寿命问题和维护困难的缺点。近年来大量的研究充分展现了TENG在自驱动系统中的应用前景,它不仅可以做为能量收集器将其工作环境中的各种机械能能转换为电能,还能作为传感器将环境中的信息转换成电信号。然而TENG的电学输出具有高电压、高阻抗、低电流的特点,使得无论是从中提取能量还是获取信息都面临着很大困难。目前研究多是将TENG单独作为能量收集器或者传感器,这样仅仅是利用了TENG输出的能量和信号其中之一。本文提出了将单一TENG器件在同一电子系统中同时用作能量收集和信号传感的理念,并围绕着TENG器件的能量和信号的获取方法做了相关研究,针对TENG输出的信号和能量分别以及同时获取的方法做了相关探索,并设计了对应的自驱动传感演示系统验证了相关理论和方法的可行性。论文主要研究工作包括:（1）TENG信号获取方法研究:针对TENG用于信号传感输出的4种电信号,包括电压、电流、电荷、频率等,进行了信号测量的电学特性研究,分析了测量这4种信号时分别需要满足的条件。针对4种信号测量分别提出了对应的测量方法与实现电路,通过理论分析研究了对应测量电路需要满足的条件和对应的误差估计方法,实验结果表明,论文所设计的信号测量方法与电路,测量误差均能达到5%左右,最好能达到1%以内,从而有效解决了TENG用作传感器时电学信号的表征需要用专用仪器来测量的技术瓶颈问题。（2）TENG能量提取方法研究:为了提高TENG用于能量收集时的能量提取效率,针对对TENG的电源管理方法与电路进行了研究。首先详细分析了全波整流、半波整流、Benent倍压三种整流和初级储能电路的特性,总结出了它们各自的优势条件和范围。然后基于单位时间内能量收集效率最大化的思路,提出了一种次级能量转移的最优化设计方法和一种自适应能量释放策略,可保证负载在间隙式环境能量供给条件下也能稳定地工作,从而有效解决了TENG用作能量收集时高输出阻抗、输出效率低的技术瓶颈问题。（3）从单一TENG器件获取能量和频率信号研究:为了充分利用TENG器件的优异输出性能,提出了使用单一TENG器件同时用作能量收集和信号传感的新理念,研究了同一时刻从TENG中提取能量和频率信号的方法,并设计了对应的电路系统,通过一个基旋转式摩擦纳米发电机（R-TENG）的器件,成功实现了既利用R-TENG作为传感器测量转速/风速,同时又从转动中获取能量给测量系统供电,整个系统完全不需要外部供电,能够在600rpm的转速下,每128s通过无线方式发送一次数据,系统实现了真正意义的自驱动传感。（4）从单一TENG器件获取能量和电压信号研究:由于TENG输出的电压信号和能量之间属于强耦合,获取能量的同时会破坏电压信号的完整性,难以实现两者的同时获取。为了进一步实现从单一TENG器件获取能量和电压信号,本文提出了一种分时复用的能量和信号管理策略。设计了包括信号采集和能量管理的电路系统,可以自动实现TENG从能量收集到信号传感之间的切换。论文设计了一个基于侧向滑动式摩擦纳米发电机（LS-TENG）的加速度传感系统,实现了对LS-TENG输出电压信号的测量,电压测量误差最低可达0.9%,并且在测量的间隔时间还能从LS-TENG获取能量为系统补充电能,通过实验者简单地手动晃动LS-TENG,即可在1000s内将一个5m Ah的可充电电池从900m V充电到1V。