基于嵌入式技术的太阳电池I-V性能测试仪

设计了一款基于嵌入式技术的手持式太阳电池I-V性能测试仪.该测试仪以ARM920体系芯片S3C2440为核心,通过采集太阳电池电压、电流、光强和温度4路信号并通过对信号数据的处理,测得太阳能电池开路电压、短路电流、最佳工作点、串联电阻、并联电阻、电池效率等关键参数,并在触摸屏上实时显示I-V曲线.目前该项目已完成系统硬件设计与调试和测试界面程序的设计.调试结果表明系统工作稳定,系统功耗小.界面简洁、运行流畅、操作简单.     

离子聚合物金属复合材料电学性能研究

建立了电流测试平台,并对不同IPMC进行电流测试分析,为IPMC材料的改性提供依据。选用TBC0.5A02电流传感器设计电路,采用NI PCI-6024E数据采集卡,通过LabVIEW程序编写采集程序,并对采集到的电流传感器的输出信号进行处理。将固定电压施加在一系列固定的电阻上,从而建立电流传感器输出值和输入值的关系,实现实时测量流经IPMC的电流。通过比较商业膜基体IPMC、自制膜基体IPMC以及TEOS改性膜基体IPMC在不同正弦电压信号下的电流值,证明该测试系统是可行的。     

基于恒频交流电流法的微电阻精密测量系统

针对微电阻精密测量问题,设计了基于恒频交流电流法的微电阻精密测量系统,基于欧姆定律,根据被测电阻上的电压电流信号和噪声不相关的特性,把有用的信号提取出来,通过融合双相锁相放大原理和自适应滤波原理这两种检测技术,实现小电阻精密测量。详细介绍了系统三大主模块:主芯片数据处理模块、恒频交流电源模块、弱信号调理模块的软硬件设计。经过测试,该系统满足一般工程的实际应用要求,在电气测量的技术应用上有一定的参考价值和推广价值。     

用于光离子化检测器的微弱电流检测电路设计

文中设计一种可用于光离子化检测器的微弱电流信号检测电路。分析了前置放大电路中反馈电阻和反馈电容的选择,对比了跨阻式和T型电阻反馈网络两种前置放大电路结构的输出端噪声大小,设计了能够消除输入端共模电压干扰,并可有效消除环境温差等外界干扰影响的差分输入前置放大电路。所设计微电流检测系统还包括二阶有源低通滤波器、次级电压放大电路及运放双极性供电电源电路。搭建了微电流发生电路测试所设计检测电路,输出电压与输入电流呈现良好的线性关系。将所设计微电流检测电路应用于光离子化检测平台,通入异丁烯气体进行测试,发现在异丁烯浓度为0～178.5 ppm范围内,输出电压与气体浓度间成良好的线性关系,拟合优度为0.983。通过测试酒精和丙酮挥发物证明,该系统可以推广到用于其他挥发性有机物检测。     

碳纳米管健康监测系统设计

针对飞行器表面结构健康监测方法需求,设计了一种碳纳米管薄膜纳米传感器应变损伤监测系统。系统以C8051F060单片机为核心,经过信号滤波、信号放大、A/D采集等过程,将微弱的电阻信号转化为便于直观分析的电压信号,再通过USB串口将采集后的数据传输到基于LabVIEW平台设计的监测界面,从而实现对基材应变损伤进行长时间实时在线监测。利用设计的调理采集系统和Fluke2638A数据采集表分别对基材形变过程中产生的电阻变化进行多组重复性测试。结果表明,该监测系统的设计误差小于1%,可见该系统性能较为稳定,同时在上位机中实现了对复合材料的电阻测量、电阻变化率测量、电阻变化率波形显示、历史数据回放等功能。     

自适应多量程的太阳电池参数测试系统的研究

为了能获取真正的开路电压与短路电流,自动适应多种规格的太阳电池片的参数要求,对太阳电池的测试的电子模型与自适应多测试系统进行研究。首先在分析原有太阳电池测试系统的基础上,进行改进,使得跟随电压真正跟随到OV;然后采用多路电子开关等手段,使得测试线路实现了自适应多量程的测试。试验结果表明,系统能真正获取开路电压与短路电流,并且,能实现电压在0～50V,电流在0．7～5．6A之间的自适应测量,开路电压不一致性〈2．2％,短路电流不一致性〈3．2％,满足了单体太阳电池与小组件太阳电池的测量。     

QE、LBIC和I-V对铸造多晶硅、单晶硅太阳电池的表征

分析了三种不同类型的商业太阳电池片-P 型铸造多晶硅太阳电池，定边喂膜生长硅(EFG)太阳电池 和单晶硅太阳电池的光谱响应（外量子效率EQE），光束诱导电流（LBIC）和暗电流-电压(I-V)，光照I-V 曲线。在I-V 特性测试中，利用太阳电池的二极管等效模型从测量数据中得出重要的电池参数，例如串联 电阻，并联电阻，二极管理想因子，暗饱和电流等。通过光谱响应和LBIC 测试，分析影响这些参数的可 能性缺陷。在铸造多晶硅、EGF 太阳电池中影响电池参数的主要缺陷是晶界以及位错以及材料中杂质，而 对于单晶硅来说，主要的却是存在于体内的金属杂质等。     

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。     

铁电材料Ⅰ-Ⅴ特性测试系统

本文介绍了铁电材料的Ⅰ-Ⅴ特性及测量原理、测试系统的组成，并给出了测试软件的流程图。用该测试系统对PZT10铁电陶瓷进行Ⅰ-Ⅴ特性测试，测量结果与有关报道相符合。本文设计的系统软件不仅可以对所测的铁电样品进行参数计算、修改和保存数据，而且可以对铁电样品的漏电导和线性感应电容进行补偿，从而获得接近本征特性的Ⅰ-Ⅴ曲线。利用该测试系统，可以更加方便地对不同的铁电材料进行研究。     

基于MSP430的高精度熔体压力变送器设计

为了提高传统压力变送系统的测量精度和响应速度,设计了一种高精度熔体压力变送系统。该系统以MSP430为控制核心,采用高精度金属电阻应变式压力传感器实时检测熔体中的压力值,采用16位高精度A/D转换器对传感器输出的电压信号进行模数转换,采用新型分段式标定法对系统输出的电压-压力曲线进行标定,通过LCD显示屏实时显示测得的压力值,除此之外,系统还预留标准4～20m A电流输出接口供其他工业仪表使用。实际测试结果表明,该系统检测精度高,测量误差小于2%,具有较高的稳定性,符合设计预期。     

用电学参数表征晶体硅太阳电池特性

为了分析3种不同类型的商业太阳电池片,即P型铸造多晶硅太阳电池、定边喂膜生长硅(EFG)太阳电池和单晶硅太阳电池中存在的影响电池效率的可能性缺陷,对太阳电池的电性能参数如光谱响应曲线、短路电流的二维分布、串联电阻、并联电阻、二极管理想因子、反向饱和电流等进行了表征和分析.对比分析了对太阳电池增加偏置白光前后的光谱响应(外量子效率EQE)曲线,然后采用光束诱导电流(LBIC)法和电流-电压(I-V) (暗,光照)法分别测试了太阳电池中形成漏电缺陷的面分布和太阳电池的电性能参数并借助于太阳电池的二极管等效模型拟合了I-V曲线.结合这3种分析测试方法,得出在铸造多晶硅、EGF太阳电池中影响电池参数的主要缺陷是晶界、位错以及材料中的杂质,而影响单晶硅太阳电池的却是存在于体内的金属杂质等.由于原材料中存在不同的少子复合中心,使最终多晶硅,EFG和单晶硅太阳电池的转换效率分别为10.5%,11.7%和15.7%.     

一种微小电阻测试系统的设计

为了精确测试微小电阻,基于开尔文四线检测法,设计了一种精度较高的微小电阻测试系统。设计方案为：微小电阻施加稳定恒流源信号后,通过采用AD8221为核心的一级放大电路、巴特沃斯二阶有源低通滤波和二级放大电路,获取放大、去噪、平稳的电压信号,经由ADC采集转换后显示被测电阻的阻值。采用最小二乘法拟合曲线对系统测试数据进行误差分析,显示误差小于0.2%,表明该系统测量精度高,可用于精准测量微小电阻以及微弱信号调理放大的场合。     

共振隧穿二极管Ⅰ-Ⅴ特性的一致性测试与研究

共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性.为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要.文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性.实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3%.随后测试仪器的测量误差,发现其中1%的相对漂移量由测试仪器造成.     

薄膜与小组件太阳电池特性参数测试系统的研制

为了快速、精确地测量薄膜与小组件太阳电池的光电特性参数,建立了太阳电池测试系统,研究了测试系统的控制模式与测试精度.选取DSP芯片TMS320LF2407为主控芯片,采用模块化与总线结构的设计思路,使系统具有较快的响应性与扩展性.运用高精度运算放大器等电子元件,研制了程控电子负载,可精确测量太阳电池的短路电流与开路电压...     

大电流恒流源系统的设计与实现

针对断路器检测试验中对大电流恒流源系统的特殊要求,并为了能更准确、更方便、更可靠地检测断路器的使用性能,设计了一种基于多磁路变压器和PLC控制的大电流恒流源系统。该系统通过控制多磁路变压器输入端磁路的投入,使输出端获得全程分级连续可调的电压;系统采用反馈控制,通过电流互感器和PLC,输出电流和目标电流作负反馈比较,实现了“输出电流无限接近于目标电流且保持稳定”,控制过程分为调零、内阻测量、多磁路投入、调压和稳流;根据系统的反馈控制策略,设计了三菱PLC的控制梯形图和上位机的软件程序;通过分别控制输入电压和试验内阻的变化,测试了系统的稳流性能。研究结果表明,该大电流恒流源系统使用界面友好方便、性能可靠、响应快、精度高。     

基于输出电流测量电压的太阳电池测试仪

以SPCE061A单片机作核心控制器件,以数控电流源作电子负载,以脉冲氙灯作太阳模拟光源,采用输出电流/测量电压的测试方法,设计了一种新型太阳电池测试仪.软件设计完成对采集到的电流、电压等数据进行处理;可以显示被测电池的I/V曲线及VOC、ISC、PM、VM、IM等参数;还可以把数据以图形和表格的形式打印.测试精度为0.1%,电流量程为0～2 A、0～10 A可选.该设计结构简单,性价比高,特别适合对单体太阳电池进行测试.     

基于零序电流-电压波形相似度的小电阻接地系统高阻接地故障检测方法

由于配电馈线往往深入负荷中心,所处环境较为复杂,对于小电阻接地系统,现阶段采用的阶段式零序电流保护方案无法有效解决高阻接地故障难以检测的问题.针对此现象,通过分析高阻接地故障时故障线路与健全线路零序电流-电压之间不同的约束关系,进而提出一种基于零序电流电压波形相似度的高阻接地故障检测方法.所提方法通过对各馈线检测点零序电流与母线零序电压进行采样,并通过计算波形相似度相关系数进行故障检测,该方法可显著提高保护耐受过渡电阻的能力.最后,通过PSCAD对典型系统的仿真测试验证了该方法的有效性.     

基于LabVIEW的风电变流器智能监测系统

系统旨在实现对风电变流器的实时监测.传感器检测变流器运行中的多路电压、电流及温度信号,然后将信号经电路调理后传到以PXI为总线的数据采集设备,并采用基于LabVIEW 2009的软件平台对信号进行滤波、曲线拟合、谐波分析、故障报警等处理.该系统已被应用于风电变流器的开发调试中,它能够准确地反映变流器暂态和稳态运行时的状态,且具有界面友好、测量精度高、可扩展等特点.     

25A/50Hz精密电流源

本文介绍了接地电阻测试所用的测试用(25A/50Hz)电流源的工作原理。为确保输出电流的精度,作者将输出电流信号取样后,用设计的电压控制振幅电路来调节振荡器的输出幅度。     

基于LabVIEW的电缆故障行波在线监测系统

针对埋地电缆敷设复杂,发生事故率高的情况,提出了使用LabVIEW和数据采集卡,不间断采集电缆线路上的电压、电流等参数,监视输电线路运行状况,并通过TCP节点,构建了一个实时性较好的监测系统.该监控系统通过装在现场的霍尔传感器获取电缆的电压电流信号,由数据采集卡对故障电流行波进行高速采样和存储控制,利用具有图形化的编程语言设计上位机监控界面,实现了故障电流的在线监测.试验结果表明:该系统能够准确地记录故障电流波形、幅值,为故障类型分析和定位提供了重要数据.