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纳米发电测试解决方案

Date: 2023-11-22
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概述:

纳米发电机,是基于规则的氧化锌纳米线, 在纳米范围内将机械能转化成电能, 是世界上最 小的发电机。目前纳米发电机可以分为三类:

纳米发电测试解决方案

第一类是压电纳米发电机;

第二类是摩擦纳米发电机;

第三类为热释电纳米发电机。

一般被应用在生物医学,军事,无线通信, 无线 传感。

纳米发电面临的测试挑战

1. 发电机产生的电流小

由于纳米发电自身的技术特点,在研究过程中需 要测试单位面积机械能产生的电能, 测试产生的 电压,微小的电流及功率信号,电压基本在几伏 甚至几十伏,而电流一般都是 uA 甚至 nA 级别, 功率在 mW 甚至 uW 级别。如何精确的测试微小电 流及功率信号比较困难,对测试仪器精度和稳定 性要求非常高。泰克吉时利公司专注于微小电信 号测试, 史上多位物理学诺贝尔奖获得者都使用 和信赖吉时利测试仪器。在纳米发电研究中,吉 时利的产品仍是业内的首选,尤其在微小信号测 试值得信赖。

纳米发电测试解决方案

2. 发电机的内阻大,开路电压测不准

上图为您介绍了测量灵敏度的理论极限取决于在 电路中的电阻所产生的噪声。电压噪声是与电阻、带宽和绝对温度的乘积的平方根成正比的。从图中可见,源电阻限制了电压测量的理论灵敏 度,也就是说能准确测量一个 1Ω源电阻的 1uV信号时,  如果该信号的源电阻变成 1TΩ,则该测  量就会变得不可能。因为在源电阻为 1MΩ时对于 1uV 的测量已经接近理论极限了。这时候采用通   常的数字万用表是无法完成这类测量的。了解了这个原理,选择合适的仪器是保证准确测试微小 信号前提。(小信号测试红宝书<<低电平手册>>)

3. 信号变化快, 很难电压或者电流峰值

由于机械的拉伸和冲击碰撞运动都是在短时间内 完成,而评价一个纳米发电机的性能高低的一个 关键因素是其输出的峰值电流和峰值电压,以及峰值功率,而采用传统的表类由于采样率的不足,就可能导致峰值点采集缺失,从而会误导实 验人员,导致错失机遇,

纳米发电测试解决方案

在吉时利的高阻计内置了模拟输出端口,通过将   测试信号转化为一个 2V 的模拟电压信号进行实时 输出,这样只需要在外部再加一个高速/高 ADC的采集系统就可以将快速变化的电流,电压和电 量,电阻进行实时采集。

纳米发电测试解决方案

泰克纳米发电测试方案配置:

纳米发电测试解决方案


仪器型号

数量

6517B

1

6500/7510

1

香蕉头转 BNC 转接头

2

BNC 线缆

1

三同轴转鳄鱼夹

1

网线/USB 程控线缆

1

纳米发电测试解决方案

配置图

纳米发电测试解决方案

信号连接图

微小电流信号测试应用

采用高内阻的静电计 6517+数据采集仪

DMM6500+纳米发电采集软件来进行微小纳米发电 电流数据采集。

纳米发电测试解决方案

纳米发电矩阵应用测试

由于现在纳米发电机中有一部分已经转向实际应 用研究, 其中之一就有压力传感方向,而矩阵式 压力传感器的测试是很多老师和同学比较头疼的 一个问题,为了解决这类问题,我们就根据要求 搭建了一个测试方案如下:

测试配置:

设备

数量

3706A-S

1

3721

1

3721-ST

1

6517B

1

三同轴转鳄鱼夹

1

6500(如需要做高速采集, 则配置)

1

纳米发电测试解决方案

测试框图

纳米发电测试解决方案


信号连接图

泰克方案优势:

•     纳米发电研究领域推荐测试方案

•     优异的小心测试能力

•     定制化软件,更快,更简单,更专业

•     可升级,满足研究将来的测试需求


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