太阳能电池测试系统的设计

针对太阳能电池测试设备体积大、价格贵等,设计了一种基于嵌入式技术的太阳能电池测试系统。系统以STM32作为主控芯片,配合电压、电流、辐照度、温度采集模块,串口通信模块以及显示模块等,然后建立数学模型,在MATLAB中拟合,来获取I-V曲线,完成对太阳能电池的特性参数测试。结果表明:实验测得的特性参数与标准值对比,系统测得太阳能电池开路电压精度为1.26%,短路电流精度为2.84%。可以看出系统精度在3%左右,而且其标准差都很小,所设计的系统数据波动较小,系统稳定性较好。     

紫外灵敏度测试装置

紫外波段的光谱辐射灵敏度是衡量紫外像增强管水平主要特性参数之一，本文讨论了紫外器件辐射灵敏度的测试原理、方法，及测试装置。     

滚珠丝杠动态特性参数识别试验台的设计

滚珠丝杠的动态特性严重影响数控机床进给系统的工作性能,为了能够准确识别滚珠丝杠进给系统的动态特性参数,基于滚珠丝杠副动态特性参数识别的力学模型,分析影响参数识别的主要因素,搭建滚珠丝杠动态特性参数识别试验测试装置,并根据有限元软件对测试装置试验台分析的结果,通过调整试验台筋板布置的密度和厚度,对试验台进行了结构优化,满足滚珠丝杠副动态特性参数识别测试装置的设计要求,有助于提高滚珠丝杠副动态特性参数识别的精度。     

基于CAT技术的多功能机构参数测试装置

针对误差对平面连轩机构运动特性及动力学特性的影响,采用先进的计算机辅助测试技术、传感技术、数据处理及输入输出技术,研制了一种集曲柄滑块和曲柄摇杆的运动学参数、动力学参数及速度波动为一体的测试装置.实践表明该实验装置具有功能强大、人机界面友好、使用方便等优点.     

深海贯入装置液压单元研究

针对深海工作环境的要求，设计了深海贯入装置，介绍了该装置的特点及其工作原理；设计了贯入装置液压单元，介绍了贯入装置液压参数的确定及其工作原理；同时，对封闭式液压油箱的整体结构进行设计，并针对深海海底温度低、压力高的特点，介绍相应的补偿计算，对深海海底沉积物物理特性的探测具有重要的应用价值。保持原位环境，直接在海底测试沉积物的特性参数，测试结果更加准确可靠。利用液压传动系统将探杆贯入到沉积物中,对沉积物扰动小，探杆贯入深度可控，应用前景广阔。     

缓速器磁流变液性能检测装置的试验研究

为测定缓速器在不同的温度、不同磁场及不同转速下的工作特性,研制了缓速器磁流变液性能检测装置,并进行了试验研究。该装置结构简单,驱动可靠,测试方便且精度较高,可测试不同工作间隙、不同温度、不同磁场强度下的不同成分的磁流变液的流变学特性。该装置具有剩磁小、测试结果重复性好、测试数据准确可靠、能耗低等优点。     

超声电机多参量高精度测控系统的研制

为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。     

基于激波的MEMS微结构底座冲击激励方法研究

为了能够在较高的温度环境中测试MEMS微结构的机械模态参数,本文提出了一种以高压电容空气放电为手段,以激波冲击为特征的底座激励方法。阐述了基于激波的底座冲击方法的原理和具体实现方式,并分析了放电电容、回路电阻、回路电感等参数与激振装置激励能力的关系。设计并研制了可应用在室温环境中的MEMS微结构动态测试装置,并在此基础上研制了高温环境微结构动态测试系统,系统中使用基于激波的底座冲击激励装置对微结构进行激励,采用激光多普勒测振仪获取微结构的振动响应信号。分别测试了两种尺寸的单晶硅微悬臂梁在室温~500℃温度环境下的动态特性,结果表明微悬梁的谐振频率随温度的升高而减小,并呈近似线性关系,与其他研究人员的研究结果有很好的一致性,验证了基于激波的底座冲击激励方法的可行性。     

缓速器磁流变液性能检测装置的试验研究

为测定缓速器在不同的温度、不同磁场及不同转速下的工作特性,研制了缓速器磁流变液性能检测装置,并进行了试验研究。该装置结构简单,驱动可靠,测试方便且精度较高,可测试不同工作间隙、不同温度、不同磁场强度下的不同成分的磁流变液的流变学特性。该装置具有剩磁小,测试结果重复性好、测试数据准确可靠、能耗低等优点。     

基于磁特性曲线的杆件拉力测量及影响因素研究

由磁弹基本原理可知,不同拉力作用下杆件材料的磁特性曲线存在差异,据此可发展出一种杆件拉力测量方法。为准确获取磁特性参数与拉力的关系表达式,搭建了力热耦合条件下的磁特性曲线测量装置,并进行了相关影响因素的试验研究。拉力的测量精度与传感器结构及其励磁方式、材料剩磁状态、温度和数据分析过程等多因素密切相关,首先试验对比分析了脉冲、交流两种励磁方式对磁特性曲线的测量精度的影响,表明剩磁状态对脉冲励磁的测量结果影响较大,而交流励磁的重复测量稳定性高,更适合用于杆件拉力测量;其次,通过拟合确定系数、灵敏度等指标对比,讨论了励磁磁场强度选取对磁特性参数与拉力的关系方程特性的影响,得到了一组磁感应强度与纯铁杆拉力的标定方程,其线性拟合确定系数大于0.99,灵敏度为-3.46m T/k N;最后,试验测试了不同温度条件下纯铁杆材料的磁特性曲线,分析结果显示,磁感应强度与温度间存在非线性关系。上述研究为杆件拉力的工程检测提供了试验方法和技术。     

基于ARM与UC／OS—Ⅱ的太阳跟踪系统研究与实现

由于太阳能存在着密度低、间歇性、空间分布不断变化的问题，在太阳能的利用过程中，提高太阳的有效跟踪变得尤为重要。本研究以ARM技术为核心，利用UC／OS—Ⅱ嵌入式操作系统的多任务操作特性，控制机械装置（太阳能电池板的载体）的运动，实现对太阳光的高效跟踪．最终提高了太阳能的光能利用率。     

太阳电池测试系统的研制

为了获得太阳电池的基本性能参数,研究太阳电池动态行为及光电转换机制。我们采用labview8.5语言和光脉冲技术,研制了一套太阳电池测试系统。该系统实现了I-V曲线、电荷提取、光电压衰减、光脉冲扰动瞬态的电池行为测试,可以获得太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率等基本性能参数以及电子扩散系数、电子寿命、电子扩散长度等微观性能参数。本系统已在染料敏化太阳电池研究中获得了重要实验结果。     

透气性测试装置密封结构的优化

基于压差法的薄膜透气性测试装置,其测试结果受测试装置的密封性能、测试的环境温度及压力和温度检测器检测性能的影响.在压力和温度检测器的检测性能给定和环境温度相对稳定的情况下,影响测试结果的主要因素是测试装置的密封性能,以目前现有的密封材料和密封技术,测试装置的密封性能主要与其密封结构和相应的结构比有关.基于此,给出测试装置双密封结构的系统临界时间求解表达式；分析测试装置双密封结构压力变化特性和时间流阻容量常数特性；得出在总密封体积限定的条件下双密封结构的优化结构比;给出相应的仿真结果和试验结果.结果表明:该双密封结构的优化是正确和合理的.为透气性测试装置双密封结构优化设计的实际应用提供了理论依据.     

太阳能空调热水一体机供暖兼制热水模式的性能研究

通过研究太阳能空调热水一体机随太阳辐射强度和环境温度等因素对其制热水工况下能源利用率的影响效果,并加以试验验证和推理,得出太阳能空调热水一体机供暖的同时制热水的控制策略,使其机组供暖兼制热水模式下的整机能源利用率得到最大的提升。     

地面瓦斯抽采监测装置工艺研究与应用

地面瓦斯抽采监测系统地处环境偏僻,其设备供电及数据传输不便于采用有线连接方式。将风光互补供电及无线传输技术融合应用到地面瓦斯抽采监测系统,能为该系统提供新的思路。本文基于地面瓦斯抽采监测系统新思路,提供一种地面瓦斯抽采监测装置技术方案,并展开研究。一方面研究了装置整体布局结构设计,另一方面对装置的现场适应性应用工艺进行了研究,并通过现场试验进行了验证。结果表明:该文提出的技术方案成功实现了风光互补供电及无线传输技术与地面瓦斯抽采监测系统的融合应用,为地面瓦斯抽采监测系统的推广应用提供了保障。     

Instrumentation for accelerated life tests of concentrator solar cells

Concentrator photovoltaic is an emergent technology that may be a good economical and efficient alternative for the generation of electricity at a competitive cost. However, the reliability of these new solar cells and systems is still an open issue due to the high-irradiation level they are subjected to as well as the electrical and thermal stresses that they are expected to endure. To evaluate the reliability in a short period of time, accelerated aging tests are essential. Thermal aging tests for concentrator photovoltaic solar cells and systems under illumination are not available because no technical solution to the problem of reaching the working concentration inside a climatic chamber has been available. This work presents an automatic instrumentation system that overcomes the aforementioned limitation. Working conditions have been simulated by forward biasing the solar cells to the current they would handle at the working concentration (in this case, 700 and 1050 times the irradiance at one standard sun). The instrumentation system has been deployed for more than 10?000 h in a thermal aging test for III-V concentrator solar cells, in which the generated power evolution at different temperatures has been monitored. As a result of this test, the acceleration factor has been calculated, thus allowing for the degradation evolution at any temperature in addition to normal working conditions to be obtained.     

具有能量获取能力的低功耗ZigBee无线传感器网络节点设计

基于ZigBee技术的无线传感器网络具有巨大的应用前景。由于网络节点能量有限,如何设计低能耗的ZigBee无线传感器网络节点,最大限度地利用自身能量,同时从环境尽可能获取能量,是提高网络节点生命周期的二大关键问题。本文一方面系统分析了ZigBee无线传感器网络节点中各个部分引起的能量消耗,提出从节点硬件结构和网络协议两方面来降低网络系统能耗,延长网络生命周期的策略。另一方面提出从环境中获取能量的ZigBee无线传感器节点设计思想,设计开发了具有能量自获取能力的ZigBee无线传感器网络节点,用太阳能光伏电池和风能发电机作为生能器件,用超级电容器和锂离子电池作为储存器件,并采用低功耗的能量获取管理策略,实现了能量的自动获取与充分利用。     

数字化技术在航空用特型温度传感器检测中的应用

介绍了数字化技术在航空用特型温度传感器检测中的应用,重点研究了自动化检定装置的技术要求、结构及仿真寻优自动测量方法,并针对某一检测技术难点立项进行了研究,优选最佳方案,研制成功了一套性能稳定的自动检测特型温度传感器的检定装置,填补了中国在特型温度传感器检测技术领域的空白.     

往复密封摩擦力测试技术探讨

密封工作参数一般包含摩擦力、液膜膜厚、接触应力、泄漏率物理量等,其中摩擦力测试对密封结构改进及往复密封技术的理论研究有很大的参考价值。综述密封摩擦力测试装置的研究进展,针对密封摩擦力测试装置存在的问题,提出改进建议;对不同密封摩擦力测试方案的特点、摩擦力测试装置的测试误差进行了分析,并针对性地提出了改善测试精度的方案。     

I–V curve characteristics of solar cells on composite substrate under mechanical loading

This research is aimed to conduct a characterization of I–V (current-voltage) curve changes in order to interpret the effects of physical defects such as microcracks of solar cells installed over structures to which mechanical load is applied on the power generation performance of solar cells, as well as to conduct fractography to interpret causes for reducing the power generation performance of the cells. To accomplish this, tensile specimens to which a mechanical load would be applied were produced using composite materials, which are representative light materials and solar cells that were attached to the specimens using the adhesive property of EVA film. In the experiment, mono-crystalline silicon solar cells were used, which are breakable and whose efficiency is approximately 24.2% (lab.). Also, in order to evaluate the power generation performance of solar cells under mechanical loading in real-time, a measuring device was designed to compare and evaluate the time point and property of fracture under mechanical loading. Moreover, fractography was conducted to analyze and consider causes for reducing the efficiency of solar cells. As a result of the experiment, it was found that the mechanical load applied to solar cells caused cracks to the surface and interior of the cells, which in turn reduced the I_sc value and the V_oc value of the I–V curve. The present study provides an initial set of valuation parameters in the maintenance and management of installed solar cells when applying solar cell technology to dynamic structures.