[發(fā)明專利]一種單電源供電的便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110652916.5 | 申請(qǐng)日： | 2021-06-11 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113341213A | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 余華;盧山;雷文騫 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 重慶大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01R19/25 | 分類號(hào)： | G01R19/25;H02N1/04 |
| 代理公司： | 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241 | 代理人： | 茍銘 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電源 供電 便攜式 摩擦 納米 發(fā)電機(jī) 傳感器 | ||
本發(fā)明公開了一種單電源供電的便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器，該傳感器包括：摩擦納米發(fā)電機(jī)，與所述摩擦納米發(fā)電機(jī)相連的、對(duì)所述摩擦納米發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓信號(hào)采樣的采樣電路，在通過采樣電路獲得的采樣電壓上產(chǎn)生與其疊加的直流正電壓的偏置電路及單電源，和對(duì)所述采樣電壓與所述疊加的直流正電壓進(jìn)行同相放大的第一運(yùn)算放大器。本發(fā)明的傳感器采用單電源供電，能夠快捷便利、準(zhǔn)確地進(jìn)行信號(hào)的即時(shí)處理，利于便攜應(yīng)用，且適用性強(qiáng)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
在對(duì)基于摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)的傳感器進(jìn)行電壓測量時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)并未考慮運(yùn)放的工作電壓，而采用的是通用的設(shè)計(jì)方案，即正負(fù)雙電源供電的測量電路。但是在實(shí)際運(yùn)用中，特別是便攜式設(shè)備和可穿戴設(shè)備上，雙電源供電多有不便，因此通過單電源供電是更好的選擇。
在考慮單電源供電的解決方案時(shí)，一種可用的手段是采用單軌電源，然后結(jié)合負(fù)電源產(chǎn)生電路，將單電源轉(zhuǎn)換為雙電源供電。該手段會(huì)產(chǎn)生這樣幾個(gè)問題：第一，額外增加負(fù)電源產(chǎn)生芯片，增加電源電路的復(fù)雜度；第二，由于需要負(fù)電壓產(chǎn)生電路來轉(zhuǎn)換電壓，會(huì)使電路的功耗增加；第三，即使加入了負(fù)電源，輸出信號(hào)同樣也是雙極性，即包含正負(fù)信號(hào)，不適合直接輸入ADC來測量，而需要再將其電壓抬升到ADC可以測量的范圍內(nèi)，這也會(huì)增加測量電路復(fù)雜度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單電源供電的便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器，其可通過單電源供電，及快速、準(zhǔn)確、不需專用設(shè)備轉(zhuǎn)換的電壓自測量實(shí)現(xiàn)便攜式應(yīng)用。
本發(fā)明首先提出了如下的技術(shù)方案：
一種單電源供電的便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器，其包括：摩擦納米發(fā)電機(jī)，與所述摩擦納米發(fā)電機(jī)相連的、對(duì)所述摩擦納米發(fā)電機(jī)進(jìn)行電壓信號(hào)采樣的采樣電路，在通過采樣電路獲得的采樣電壓上產(chǎn)生與其疊加的直流正電壓的偏置電路及單電源，和對(duì)所述采樣電壓與所述疊加的直流正電壓進(jìn)行同相放大的第一運(yùn)算放大器。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器還包括對(duì)所述偏置電路進(jìn)行穩(wěn)壓濾波的穩(wěn)壓濾波電路。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述便攜式摩擦納米發(fā)電機(jī)傳感器包括：摩擦納米發(fā)電機(jī)，第一電阻R1、第二電阻R2、偏置電阻RREF、第一運(yùn)算放大器及單電源；其中，所述第二電阻R2的一端連接所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的A端、另一端分別連接第一電阻R1及第一運(yùn)算放大器的同相輸入端，第一電阻R1的另一端與所述摩擦納米發(fā)電機(jī)的B端連接后接地，在第一運(yùn)算放大器的同相輸入端還連接有偏置電阻RREF，RREF的另一端連接所述單電源正極，第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述單電源負(fù)極接地。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所述第一電阻R1、第二電阻R2及偏置電阻RREF中，R2＝99R1，RREF＝R1。
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