摩擦纳米发电机（TENG）作为一种机械能收集技术,可以从周围的环境中收集各种形式的机械能,包括人体的动能、机械振动、轮胎旋转、水流、风能等,并直接转化为电能。TENG的工作机制是接触起电和静电感应效应的耦合,它的工作原理可以追溯到麦克斯韦位移电流。相较于传统的电磁感应发电机,TENG具有重量轻、结构简单、制作成本低、低频下能量转化效率高等优势。研究人员已经开发出了几种不同工作模式的TENG,例如垂直接触-分离模式、水平滑动模式、单电极模式、独立摩擦层模式。基于这几种工作模式以及它们的组合,TENG已经在微纳米能源、自驱动传感、蓝色能源、高压电源等领域取得了重大进展。测量TENG的电压,包括开路电压(Voc)和在外部负载下的输出电压,对于评估TENG的输出性能至关重要。传统上主要使用以下三种方法来测量TENG的电压:第一种方法,直接采用一个电压表来测量TENG的电压,例如处于电压模式的6514系统静电计或者示波器。第二种方法,将电流表与电阻串联在TENG的外部电路中,利用欧姆定律来计算电压值。此外,还有一种采用施加反向电压的方法来测量TENG的Voc。这种方法的原理是通过施加反向电压来测量电路的零电荷点,当电路中的转移电荷量为零时,施加的反向电压与TENG的Voc大小相等但符号相反。在这些测量电压的方法中,TENG的两个电极（单电极模式TENG除外,只有一个电极需要连接到信号端）分别与测量仪器的接地端和信号端相连,这意味着TENG其中一个电极始终接地。在测量电压的过程中,与接地端相连接的电极上的电荷将会转移到大地,导致测量的电压值小于TENG的真实电压值。此外,由于所有的电压表均存在内部等效电容,以6514系统静电计电压模式为例,其内部等效电容约为300 p F。在测量TENG的电压时,电极上的电荷转移到电压表的内部等效电容中,同样会造成测量的电压值小于真实值。因此,有必要开发测量TENG真实电压的方法,用于准确评估TENG的性能。在第二章中,我们提出了TENG电压的非接地测量方法。通过使TENG的电极不与大地相连,发展了三种非接地的电压测量方法。Voc和输出电压的测量结果显示,对于滑动模式和垂直接触-分离模式TENG,非接地测量法得到的电压值分别是接地测量法得到的电压值的2.0倍和1.5倍。我们采用有限元方法（FEM）分别对三种工作模式TENG进行了非接地和接地的电压模拟计算,模拟计算结果与实际测量结果能够很好地匹配。此外,我们模拟了非接地状态与接地状态下得到的电压比与TENG参数之间的关系,例如电极的尺寸以及它们之间的间隔距离。这为采用接地法测量得到的电压来评估TENG的真实电压值,提供了一种简便的方法。最后,我们将非接地的测量电压方法应用于TENG诱导的微等离子体中,演示实验进一步证明了其测量TENG真实输出电压的准确性和可靠性。以上提出的三种非接地的测量电压方法,解决了传统的接地测量法中存在电极接地的问题。在第三章中,针对电压表存在内部等效电容的问题,在对电容性测量电路进行分析的基础上。结合第二章中提出的非接地的测量电压方法,我们提出了一种通用的电荷补偿策略来校准电压表测量的TENG的电压。发展了固定电容反推法（FCD）和变化电容拟合法（VCF）两种方法来校准TENG的开路电压(Voc),并分别给出了校准后Voc的公式。首先,以水平滑动独立摩擦层模式TENG为例,用这两种方法计算了校准后的Voc,其结果均与利用电流表测量（非电容性测量电路）的Voc一致,验证了两种校准方法的正确性。对于TENG的其他三种基本工作模式,利用FCD法对测量的Voc进行了校准,验证了该方法的普适性。最后,通过计算包含了电容的等效阻抗,对TENG输出电压随负载阻抗的变化关系进行了校准。本文提出的电荷补偿策略可以用来校准电压表测量的TENG的Voc和输出电压,这对于TENG综合性能评估体系的建立具有重要的理论意义和应用价值。在本论文中,针对传统方法测量TENG电压中存在电极接地,以及电压表存在内部等效电容导致测量的电压值小于真实值的问题。我们提出了三种非接地的测量电压方法和一种通用的电荷补偿策略,校准了电压表测量的Voc和输出电压值。本文提出的非接地的电压测量方法和电荷补偿策略,可以用来校准电压表测量的TENG的Voc和输出电压,这对于TENG综合性能评估体系的建立具有重要的理论意义和应用价值。