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)。

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、無線傳感等方面。

對于納米發(fā)電測試來說，會涉及到三個很重要的挑戰(zhàn)。 1.納米發(fā)電產(chǎn)生的電流?。?.納米發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻過大；3.產(chǎn)生的信號變化速度過快。 由于納米發(fā)電自身的技術(shù)特點，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，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(wěn)定性要求也非常高。

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。電壓噪聲是與電阻、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(zhǔn)確測量一個 1Ω源電阻的 1uV 信號時，如果該信號的源電阻變成 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(jīng)接近理論極限了。這時候采用常規(guī)的數(shù)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(zhǔn)確測試微小信號前提。

由于機(jī)械的拉伸和沖擊碰撞運(yùn)動都是在短時間內(nèi)完成的，故而評價一個納米發(fā)電機(jī)的性能的關(guān)鍵因素，就是其輸出的峰值電流和峰值電壓，以及其對應(yīng)的功率。傳統(tǒng)的萬用表，由于其采樣率的不足，從而導(dǎo)致沒有辦法獲得真實的功率曲線。

儀器配置：

自2012年王中林教授首次發(fā)明了熱釋電納米發(fā)電機(jī)后，這種通過收集廢棄的熱量作為能源的新型納米發(fā)電機(jī)在無線傳感器、溫度成像、醫(yī)學(xué)診斷以及個人電子產(chǎn)品方面都具有潛在的應(yīng)用，而納米發(fā)電機(jī)的應(yīng)用也不斷出現(xiàn)在我們的生活中。

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審核編輯 黃宇