納米發電測試解決方案

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【納米發電技術概述】

納米發電機，是基于規則的氧化鋅納米線，在納米范圍內將機械能轉化成電能，是世界上最小的發電機。目前納米發電機可以分為三類：

第一類是壓電納米發電機；第二類是摩擦納米發電機；第三類為熱釋電納米發電機。一般被應用在生物醫學，軍事，無線通信，無線傳感。

【測試難點】

1、發電機產生的電流小

由于納米發電自身的技術特點，在研究過程中需要測試單位面積機械能產生的電能，測試產生的電壓，微小的電流及功率信號，電壓基本在幾伏甚至幾十伏，而電流一般都是uA甚至nA級別，功率在mW甚至uW級別。如何精確的測試微小電流及功率信號比較困難，對測試儀器精度和穩定性要求非常高。泰克吉時利公司專注于微小電信號測試，史上多位物理學諾貝爾獎獲得者都使用和信賴吉時利測試儀器。在納米發電研究中，吉時利的產品仍是業內大多數人的選擇，尤其在微小信號測試值得信賴。

2、大電機的內阻大，開路電壓測不準

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生的噪聲。電壓噪聲是與墊著、帶寬和絕對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，也就是說能準確測量一個1Ω源電阻的1uV信號時，如果該信號的源墊著變成1TΩ，則該測量就會變得不可能。因為在源電阻為1MΩ時對于1uV的測量已經接近理論極限了。這時候采用通常的數字萬用表是無法完成這類測量的。了解了這個原理，選擇合適的儀器是保證準確測試微小信號前提。

3、信號變化快，很難測電壓或者電流峰值

由于機械的拉伸和沖擊碰撞運動都是在短時間內完成，而評價一個納米發電機的性能高低的一個關鍵因素是其輸出的峰值電流和峰值電壓，以及峰值功率，而采用傳統的表由于采樣率不足，就可能導致峰值點采集缺失，從而會誤導實驗人員，導致錯失機遇。

而吉時利的高阻計內置了模擬輸出端口，通過將測試信號轉化為一個2V的模擬電壓信號進行實時輸出，這樣只需要在外部再加一個高速/高ADC的采集系統就可以將快速變化的電流，電壓和電阻進行實時采集。

【納米發電測試方案】

微小電流信號測試應用

采用高內阻的吉時利靜電計6517+數據采集儀DMM6500+納米發電采集軟件來進行微小納米發電電流數據采集。

納米發電矩陣應用測試

  由于現在納米發電機中有一部分已經轉向實際應用研究，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比較頭疼的一個問題，為了解決這類問題，我們就根據要求搭建了一個測試方案如下：

測試配置：