【納米發(fā)電技術(shù)概述】
納米發(fā)電機(jī)，是基于規(guī)則的氧化鋅納米線，在納米范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，是世界上最小的發(fā)電機(jī)。目前納米發(fā)電機(jī)可以分為三類：
第一類是壓電納米發(fā)電機(jī)；第二類是摩擦納米發(fā)電機(jī)；第三類為熱釋電納米發(fā)電機(jī)。一般被應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)，軍事，無線通信，無線傳感。
【測試難點(diǎn)】
1、發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流小
由于納米發(fā)電自身的技術(shù)特點(diǎn)，在研究過程中需要測試單位面積機(jī)械能產(chǎn)生的電能，測試產(chǎn)生的電壓，微小的電流及功率信號(hào)，電壓基本在幾伏甚至幾十伏，而電流一般都是uA甚至nA級(jí)別，功率在mW甚至uW級(jí)別。如何精確的測試微小電流及功率信號(hào)比較困難，對(duì)測試儀器精度和穩(wěn)定性要求非常高。泰克吉時(shí)利公司專注于微小電信號(hào)測試，史上多位物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者都使用和信賴吉時(shí)利測試儀器。在納米發(fā)電研究中，吉時(shí)利的產(chǎn)品仍是業(yè)內(nèi)大多數(shù)人的選擇，尤其在微小信號(hào)測試值得信賴。
2、大電機(jī)的內(nèi)阻大，開路電壓測不準(zhǔn)
上圖為您介紹了測量靈敏度的理論極限取決于在電路中的電阻所產(chǎn)生的噪聲。電壓噪聲是與墊著、帶寬和絕對(duì)溫度的乘積的平方根成正比的。從圖中可見，源電阻限制了電壓測量的理論靈敏度，也就是說能準(zhǔn)確測量一個(gè)1Ω源電阻的1uV信號(hào)時(shí)，如果該信號(hào)的源墊著變成1TΩ，則該測量就會(huì)變得不可能。因?yàn)樵谠措娮铻?MΩ時(shí)對(duì)于1uV的測量已經(jīng)接近理論極限了。這時(shí)候采用通常的數(shù)字萬用表是無法完成這類測量的。了解了這個(gè)原理，選擇合適的儀器是保證準(zhǔn)確測試微小信號(hào)前提。
3、信號(hào)變化快，很難測電壓或者電流峰值
由于機(jī)械的拉伸和沖擊碰撞運(yùn)動(dòng)都是在短時(shí)間內(nèi)完成，而評(píng)價(jià)一個(gè)納米發(fā)電機(jī)的性能高低的一個(gè)關(guān)鍵因素是其輸出的峰值電流和峰值電壓，以及峰值功率，而采用傳統(tǒng)的表由于采樣率不足，就可能導(dǎo)致峰值點(diǎn)采集缺失，從而會(huì)誤導(dǎo)實(shí)驗(yàn)人員，導(dǎo)致錯(cuò)失機(jī)遇。
而吉時(shí)利的高阻計(jì)內(nèi)置了模擬輸出端口，通過將測試信號(hào)轉(zhuǎn)化為一個(gè)2V的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)輸出，這樣只需要在外部再加一個(gè)高速/高ADC的采集系統(tǒng)就可以將快速變化的電流，電壓和電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
【納米發(fā)電測試方案】
微小電流信號(hào)測試應(yīng)用
采用高內(nèi)阻的吉時(shí)利靜電計(jì)6517+數(shù)據(jù)采集儀DMM6500+納米發(fā)電采集軟件來進(jìn)行微小納米發(fā)電電流數(shù)據(jù)采集。
納米發(fā)電矩陣應(yīng)用測試
由于現(xiàn)在納米發(fā)電機(jī)中有一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用研究，其中之一就有壓力傳感方向，而矩陣式壓力傳感器的測試是很多老師和同學(xué)比較頭疼的一個(gè)問題，為了解決這類問題，我們就根據(jù)要求搭建了一個(gè)測試方案如下：
測試配置：
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