[发明专利]一种摩擦电能量采集器测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种摩擦电能量采集器测试装置，包括激振器，激振器上设置有上基板，上基板上开有若干螺孔，螺孔内均配设有顶丝和玻璃珠，玻璃珠上配设有下基板，下基板的两端均设置有下基板磁铁，下基板磁铁与振子磁铁位于同一轴线上，下基板和上基板上均设有栅格状电极，两个电极通过导线分别连接外载电阻的两端。本发明一种摩擦电能量采集器测试装置的测试方法。解决了现有技术中存在的没有关于摩擦电能量采集器系统测试的装置的问题。

技术领域

本发明属于摩擦电能量采集器测试技术领域，涉及一种摩擦电能量采集器测试装置，还涉及上述一种摩擦电能量采集器测试装置的测试方法。

背景技术

随着能源供给的快速增长，人们越来越致力于寻找可持续能源。且目前不可再生能源对生态环境的负面影响使得从环境中获取可持续能源成为当前的研究热点。随着科技的增长，人们对系统自供电提出了需求，因此同时满足能源可持续和自供电的需求使得基于各种方式的能量采集器得到了极大地发展。摩擦电能量采集器可以采集环境中的振动能，然后直接转换成可以稳定输出的电能，因此具有广阔的前景。

摩擦电能量采集器是基于静电感应将机械能转换成电能，在内部的发电单元，由于两层电极间表现出相反的摩擦电极性电荷转移，造成一个电势差；在外部负载时，电子被驱动在附着于薄膜背侧的两个电极之间流动，以平衡电位差。摩擦电能量采集器结构简单、材料易获得、制造简单，结构中加入了磁铁力用以平衡和调节运动，大大拓宽了摩擦电能量采集器的应用场景，但是，摩擦电能量采集器从研发到生产还需要进行专业的测试，现有技术中没有关于摩擦电能量采集器系统测试的装置，影响了摩擦电能量采集器的研制效率。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种摩擦电能量采集器测试装置，解决了现有技术中存在的没有关于摩擦电能量采集器系统测试的装置的问题。

本发明的第二目的是提供上述一种摩擦电能量采集器测试装置的测试方法。

本发明所采用的技术方案是，一种摩擦电能量采集器测试装置，包括激振器，激振器上设置有上基板，装有若干振子磁铁，上基板上开有若干螺孔，螺孔内均配设有顶丝和玻璃珠，玻璃珠上配设有下基板，下基板的两端均设置有下基板磁铁，下基板磁铁与振子磁铁位于同一轴线上并处于互斥的状态，下基板和上基板上均设有栅格状电极，两个电极通过导线分别连接外载电阻的两端。

本发明的特点还在于：

外载电阻上配设有数据采集装置。

下基板磁铁与振子磁铁均采用钕铁硼磁铁。

下电极上覆有介电材料，介电材料为聚酰亚胺。

上基板上还配设有上基板配重块。

下基板的两端有机玻璃板上均开有凹槽，下基板磁铁嵌于凹槽内。

上基板和下基板均采用有机玻璃。

一种摩擦电能量采集器测试装置的测试方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、检查试验设备完好，线路正确，将外载电阻调至0Ω；

步骤2、将激振器外界激励信号各参数调至实验方案预定的最小值，记录电极两端的开路电压和短路电流；

步骤3、保持激振器外界激励信号各参数不变，接入电阻箱，逐步增加电阻，每ΔR为一个增加量，数据采集装置测量外载电阻两端的电压，并记录电压信号，作为分析摩擦电能量收集器能量变化的数据；

步骤4、保持激振器外界激励信号各参数不变，改变下基板两端磁铁的数量和样式，重复步骤2，直至下基板磁铁数量和样式均测试完毕；

步骤5、保持激振器外界激励信号各参数不变，在上基板上增加配重，每Δm为一个增量，记录电极两端的开路电压和短路电流，重复步骤3，步骤4，直至所有配重方案实验完毕；