[发明专利]复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法及系统

权利要求书

1.复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法，其特征是，包括以下步骤：

建立用于提供连续可调的微风、微光、微振动能量输入的测试环境；

通过微能量收集装置的收集器将加载的环境微能量转化为电能输出，并通过微能量收集装置的电源管理电路对转化的电能处理后输出符合传感器供电标准的电源以向模拟传感器负荷的可调负载供电，以及将供电回路串入高精度同步采样装置；

通过高精度同步采样装置同时采集测试环境中的风速信号、光照强度信号、振动信号，并同步采集微能量收集装置的电参量数据，以及将采集数据以数字采样值报文形式发送至后台系统；

通过后台系统依据数字采样值进行计算分析后输出环境能量功率与能量转换效率，并对计算过程数据进行保存与显示，以及通过后台系统输出反馈调节能量输入的能量调节参数、负反馈调节模拟负荷的负荷调节参数进行动态测试。

2.根据权利要求1所述的复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法，其特征是，所述环境能量功率、能量转换效率的计算过程具体为：

获取数据库中存储的风速信号、光照强度信号、振动信号的采样值；

分别对测试环境中各个能量输入功率进行计算，得到对应的环境能量功率；

通过对环境能量功率进行时间积分计算，得到预设时间段内对应能量的环境能量值；

将微能量收集装置的输出电能与各个环境能量值之和对比，计算得到能量转换效率。

3.根据权利要求1所述的复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法，其特征是，所述风速信号的环境能量功率计算公式具体为：

其中，P_W(t)为瞬时风能功率，ρ为空气密度，v(t)为瞬时风速，S为垂直于风速方向的试验区域横截面面积。

4.根据权利要求1所述的复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法，其特征是，所述光照强度信号的环境能量功率计算公式具体为：

P_L(t)＝l(t)Ω

其中，P_L(t)为瞬时光能功率，l(t)为瞬时光照强度，Ω为光能收集器敏感区域对应的空间立体角角度。

5.根据权利要求1所述的复合环境下传感器微能量收集装置性能测试方法，其特征是，所述振动信号的环境能量功率计算公式具体为：

P_V(t)＝kg²(t)f(t)

其中，P_V(t)为瞬时振动功率，g(t)为瞬时加速度，k为振动平台的功率谱密度常数，f(t)为瞬时振动频率。

6.复合环境下传感器微能量收集装置性能测试系统，其特征是，包括：

测试环境模块，用于提供连续可调的微风、微光、微振动能量输入的测试环境；

微能量收集装置，用于通过收集器(109)将加载的环境微能量转化为电能输出，并通过电源管理电路对转化的电能处理后输出符合传感器供电标准的电源以向模拟传感器负荷的可调负载供电，以及将供电回路串入高精度同步采样装置；

高精度同步采样装置，用于同时采集测试环境中的风速信号、光照强度信号、振动信号，并同步采集微能量收集装置的电参量数据，以及将采集数据以数字采样值报文形式发送至后台系统；

后台系统，用于依据数字采样值进行计算分析后输出环境能量功率与能量转换效率，并对计算过程数据进行保存与显示，以及通过后台系统输出反馈调节能量输入的能量调节参数、负反馈调节模拟负荷的负荷调节参数进行动态测试。

7.根据权利要求6所述的复合环境下传感器微能量收集装置性能测试系统，其特征是，所述后台系统配置有数据库、计算模块、展示模块、操作模块；

数据库，用于存储高精度同步采样装置采集的采集数据、计算模块中的计算过程数据、操作模块输出的能量调节参数和负荷调节参数；

计算模块，用于调取数据库中存储的电参量数据，并依据电参量数据计算得到环境能量功率与能量转换效率；

展示模块，用于对计算模块的计算过程数据进行显示；

操作模块，用于根据输入信息向测试环境模块传输能量调节参数以及向可调负载传输负荷调节参数。