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传感器期末复习资料《传感器与检测技术复习资料》⼀、选择题1、随着⼈们对各项产品技术含量的要求的不断提⾼，传感器也朝向智能化⽅⾯发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。
A. 传感器＋通信技术B. 传感器＋微处理器C. 传感器＋多媒体技术D. 传感器＋计算机2、传感器的主要功能是（A ）。
A. 检测和转换B. 滤波和放⼤C. 调制和解调D. 传输和显⽰3、测量者在处理误差时，下列哪⼀种做法是⽆法实现的（ A ）A．消除随机误差 B．减⼩或消除系统误差C．修正系统误差 D．剔除粗⼤误差4、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（ C ）A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差C．迟滞、重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性5、电阻应变⽚配⽤的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采⽤( C )。
A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥 D．交流不平衡电桥6、利⽤相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度⾼、⾮线性误差⼩（ C ）。
A．两个桥臂都应当⽤⼤电阻值⼯作应变⽚B．两个桥臂都应当⽤两个⼯作应变⽚串联C．两个桥臂应当分别⽤应变量变化相反的⼯作应变⽚D．两个桥臂应当分别⽤应变量变化相同的⼯作应变⽚7、差动螺线管式电感传感器配⽤的测量电路有( C )。
A．直流电桥 B．变压器式交流电桥C．差动相敏检波电路 D．运算放⼤电路8、下列说法正确的是（ D ）。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的⽅向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的⼤⼩，但不能判断位移的⽅向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的⼤⼩，也可以判断位移的⽅向。
9、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D ）A．调频测量电路 B．运算放⼤器电路C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路10、测量范围⼤的电容式位移传感器的类型为（ D ）A．变极板⾯积型 B．变极距型C．变介质型 D．容栅型11、⽯英晶体在沿机械轴y⽅向的⼒作⽤下会（ B ）A．产⽣纵向压电效应 B. 产⽣横向压电效应C．不产⽣压电效应 D. 产⽣逆向压电效应12、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（ A ）A．与单⽚相⽐，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变B. 与单⽚相⽐，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增⼤1倍C．与单⽚相⽐，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增⼤1倍D. 与单⽚相⽐，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变13、磁电式传感器测量电路中引⼊积分电路是为了测量（ A ）A．位移B．速度C．加速度 D．光强14、磁电式传感器测量电路中引⼊微分电路是为了测量（ C ）A．位移B．速度C．加速度 D．磁场强度15、⼯业上应⽤⾦属热电阻传感器进⾏温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采⽤（ C ）。
尼尔曼第三版半导体物理与器件小结+重要术语解释+知识点+复习题第一章固体晶体结构 (4)小结 (4)重要术语解释 (4)知识点 (5)复习题 (5)第二章量子力学初步 (6)小结 (6)重要术语解释 (6)第三章固体量子理论初步 (7)小结 (7)重要术语解释 (7)知识点 (8)复习题 (9)第四章平衡半导体 (9)小结 (9)重要术语解释 (10)知识点 (11)复习题 (12)第五章载流子运输现象 (12)小结 (12)重要术语解释 (13)知识点 (14)复习题 (14)第六章半导体中的非平衡过剩载流子 (15)小结 (15)重要术语解释 (15)知识点 (16)复习题 (17)第七章pn结 (18)小结 (18)重要术语解释 (19)知识点 (20)复习题 (20)第八章pn结二极管 (21)小结 (21)重要术语解释 (22)知识点 (23)复习题 (23)第九章金属半导体和半导体异质结 (24)小结 (24)重要术语解释 (25)知识点 (26)复习题 (26)第十章双极晶体管 (27)小结 (27)重要术语解释 (28)知识点 (29)复习题 (29)第十一章金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 (30)小结 (30)重要术语解释 (31)知识点 (32)复习题 (32)第十二章金属-氧化物-半导体场效应管：概念的深入 (33)小结 (33)重要术语解释 (34)知识点 (35)复习题 (35)第一章固体晶体结构小结1.硅是最普遍的半导体材料。
2.半导体和其他材料的属性很大程度上由其单晶的晶格结构决定。
晶胞是晶体中的一小块体积，用它可以重构出整个晶体。
三种基本的晶胞是简立方、体心立方和面心立方。
3.硅具有金刚石晶体结构。
原子都被由4个紧邻原子构成的四面体包在中间。
二元半导体具有闪锌矿结构，它与金刚石晶格基本相同。
4.引用米勒系数来描述晶面。
这些晶面可以用于描述半导体材料的表面。
密勒系数也可以用来描述晶向。
金属-有机骨架派生的折皱薄板装配的长方体多孔碳可作为超高能量密度锂离子混合电化学电容器（Li-HECS）的正极活性材料Abhik Banerjee,ab Kush Kumar Upadhyay,ab Dhanya Puthusseri,ab VanchiappanAravindan,*c Srinivasan Madhavi*cd and Satishchandra Ogale*ab 锂离子混合电容器（锂离子电化学电容器）成功的吸引了密切关注下一代先进储能技术的人们，这种技术可以同时满足高功率密度和高能量密度的要求。
在这里，我们将演示合成的较高的表面积三维碳长方体是如何用于金属 - 有机骨架（MOF）作为阴极材料与钛酸锂作为负极的高性能锂离子电化学电容器中的。
电池的能量密度是65 瓦时每千克，这明显高于市场上销售的可使用的活性碳（这种活性碳的能量密度只有36瓦时每千克），也高于对称的超级电容器基于相同的金属-有机骨架派生的碳（金属-有机骨架派生碳的能量密度是20瓦时每千克）。
这种正极是金属-有机骨架派生的碳材料，负极是钛酸锂的锂离子电容器在1000恒电流的高循环率条件下，保留了初始值的80%（25瓦时每千克）的优良循环性能。
这个结果清晰的表明：在锂离子电化学电容器配置领域中，金属-有机骨架派生出的碳材料将成为未来混合式电动汽车配置中最有前途的材料。
1.前言近年来，金属 - 有机骨架材料（即MOFs）凭借其独特的形式和性质在材料科学领域已成为最有前途的结构材料之一。
基本上，金属-有机骨架是金属和配位体的晶体组件。
其中，金属离子和配位体相互协调形成一个高度开放的三维框架。
简易的合成程序和其本身固有的多孔性使得金属-有机骨架成为了最有吸引力的候选材料，其用于各种领域包括催化，传感器，药物递送，气体吸附法，气体分离等等。
【1-6】事实上，金属-有机骨架材料合成了多种功能性强的无机材料和以碳为基础的材料的，其可用于不同的应用中，在这种情况下，金属-有机骨架材料也是一种有前途的先驱材料。
摘要：超级电容是一种新型的储能元器件，它相比其它储能元器件有很多优势，比如比功率高、充电速度快、放电电流大、使用寿命长、不污染环境等。
其具有很大的发展前景，但由于超级电容个体电压不高，在实际应用过程中就需要将多个超级电容器串并联起来使用。
超级电容在充放电过程中，由于其参数存在离散型，即使是同一型号同一规格的超级电容器在其电压内阻、容量等参数上都存在一定的差异。
这样容易导致某些超级电容器过充或者过放，影响超级电容的使用寿命和系统的稳定性。
同时，超级电容器在充放电过程中，超级电容器电池组两端的电压会逐渐下降，尤其经过长时间大电流放电，电压下降明显，会直接影响负载的工作稳定性。
因此研究超级电容充放电控制电路对提高超级电容的使用寿命和系统稳定性十分重要。
本文主要对超级电容器电池组采取电压均衡和放电稳压就行设计研究。
超级电容器的充放电控制电路有恒压、恒流等。
放电稳压有稳压管稳压、三极管反馈稳压、集成芯片稳压等等方式。
联系到将超级电容用作后备电源，针对实际应用列出了详细的设计步骤和研究方案。
关键词: 超级电容电压均衡放电稳压1 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景当今社会由于石油、煤炭等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧对生态环境已经造成了严重的污染。
目前人们研究的层次还是局限于油、气混合动力燃料电池、化学电池的研究。
虽然其研究成果取得了一定的成就但是他们的缺点也日益暴露出来比如：使用寿命短、温度特性差、充放电速度慢、放电电流小、对环境仍有一定的污染等。
所以人们迫切希望能够找到一种绿色环保的储能装置代替传统的储能装置。
而超级电容器是上个世纪80年代初出现的新产品，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能器件。
它有其功率高、充电速度快、储存能量大、放电电流大、使用寿命长、免维护等优点。
随着便携式电气设备的普及，超级电容在电动汽车的研发、UPS电源、数码产品电源的发展获得了极大的应用。
1.1.2 课题研究意义超级电容器的单体电压不高，一般只有1V—4V，在实际的应用中通常根据需要将超级电容器串并联起来使用。
超级电容器电极材料的设计与性能研究超级电容器 (Supercapacitor) 是一种高能量密度、高功率密度的新型电化学储能装置，被广泛应用于电动汽车、可穿戴设备和可再生能源等领域。
作为超级电容器的核心组成部分，电极材料的设计与性能研究对提高超级电容器的储能性能具有关键意义。
1. 介绍超级电容器的背景和发展超级电容器是基于双电层电容和赝电容机制工作的，具有高电容量、高电子传导速率和长循环寿命等优势。
随着可再生能源的快速发展和电动化趋势的加速推进，超级电容器作为储能装置备受关注。
然而，要实现超级电容器在能源存储和释放方面的更好性能，电极材料的设计与性能研究至关重要。
2. 电极材料的设计原则电极材料的设计需要兼顾电容量、电导率、表面积、孔径尺寸、化学稳定性等因素。
首先，电极材料应具有高比表面积，以增加双电层电容储能的有效表面积。
其次，电极材料应具有优异的导电性能，以实现电子的快速传输和离子的高效转移。
此外，电极材料的孔径尺寸应适合离子的扩散，并保持充分的电解液渗透性。
最后，电极材料应具有良好的化学稳定性和循环寿命，以确保超级电容器的长期可靠性。
3. 常用电极材料及其性能研究（1）活性碳：活性碳广泛用作超级电容器电极材料，具有较高的比表面积和优良的化学稳定性。
研究表明，通过调控活性碳的孔径尺寸和微观形貌，可提高其电容量和循环寿命。
此外，杂原子掺杂和纳米结构工程也被应用于活性碳的改性，进一步提高了其储能性能。
（2）氧化物：金属氧化物如二氧化锰、三氧化二铝等也是常用的电极材料。
这些氧化物具有良好的化学稳定性和较高的比容量。
然而，氧化物电极材料的电导率较差，限制了超级电容器的功率密度。
因此，研究者通过纳米材料制备、碳包覆等手段改善其电导率，进一步提高氧化物电极的储能性能。
（3）聚合物：聚合物电极材料近年来备受关注，因为它们具有高的表面积、优良的导电性能和良好的化学稳定性。
聚合物可以通过聚合反应、电化学聚合等方法合成，并进行结构调控和功能化改进。
超级电容器研究进展XXX摘要：超级电容器是一种介于化学电池与普通电容器之间的新型储能装置。
本文主要介绍了超级电容器的原理、电极材料和电解质研究进展。
关键词：超级电容器电极材料电解质Research Progress of Super CapacitorAbstract：Super capacitor is a new energy storage device between battery and conventional capacitor. In this paper, super capacitor’s principle,research progress on electrode materials and electrolytes were introduced.Key Word: super capacitor electrode materials electrolytes1 引言超级电容器是最近几十年来，国内外发展起来的一种新型储能装置，又被称为电化学电容器。
超级电容器兼具有静电电容器和蓄电池二者优点。
它既具有普通静电电容器那样出色的放电功率，又具备蓄电池那样优良的储备电荷能力。
与普通静电电容器相比较，超级电容器具有法拉级别的超大电容、非常高的能量密度和较宽的工作温度区间[1-3]。
此外由于超级电容器材料无毒[4]、无需维护，有极长的循环充放电寿命,可作为一种绿色环保、性能优异的的储能装备在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源等[5]方面有着广泛的应用前景。
超级电容器从出现到成熟，经历漫长的发展过程。
当今世界，越来越多的科研机构和商业公司致力于超级电容器的研制与开发工作。
美国、日本、俄罗斯超级电容器界的三大巨头，其产品几乎占据了超级电容器市场的绝大部分。
与这些超级电容强国相比，我国超级电容器研发工作起步晚，发展快，如今已初具规模，并渐趋成熟，但仍存在一定差距。
2 超级电容器工作原理当前得到大家广泛认可的超级电容器的工作原理主要是双电层电容理论和法拉第准（假）电容理论。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言随着环保理念的深入人心和可持续发展战略的推进，对环境友好型材料的研究与开发变得日益重要。
生物质基多孔炭材料因其可再生性、高比表面积和优良的电化学性能等优点，在能源存储与转换领域，尤其是电容储能领域得到了广泛关注。
本文针对生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能进行研究，旨在通过优化孔结构提高其电化学性能。
二、生物质基多孔炭材料的概述生物质基多孔炭材料是以生物质为原料，经过碳化、活化等工艺制备而成的具有多孔结构的炭材料。
其原料来源广泛，包括农业废弃物、林业剩余物等，具有可再生、环保、成本低廉等优点。
多孔炭材料的孔结构对其电化学性能具有重要影响，因此，对其孔结构的调控成为提高其电化学性能的关键。
三、孔结构调控方法针对生物质基多孔炭材料的孔结构调控，本文提出以下几种方法：1. 原料选择与预处理：选择具有不同官能团和纤维结构的生物质原料，通过酸碱处理、热处理等预处理方法，改变原料的表面性质和内部结构，为后续的碳化和活化过程提供基础。
2. 碳化过程：通过控制碳化温度和时间，调整原料中有机物的热解程度，从而影响多孔炭材料的孔径分布和比表面积。
3. 活化过程：活化过程是制备多孔炭材料的关键步骤。
通过选择合适的活化剂（如KOH、ZnCl2等）和优化活化条件，可以有效地扩大材料的比表面积和孔容，同时调整孔径分布。
四、电容性能研究生物质基多孔炭材料作为电容储能材料，其电容性能受孔结构的影响较大。
本文通过实验研究了不同孔结构调控方法对电容性能的影响，得出以下结论：1. 孔径分布：适当的孔径分布对提高材料的电容性能至关重要。
过大的孔径可能导致电解质离子无法充分进入孔道，而过小的孔径则可能阻碍离子的传输。
因此，优化孔径分布是提高材料电容性能的关键。
2. 比表面积：比表面积是影响材料电容性能的重要因素。
一般来说，比表面积越大，材料提供的电化学活性位点越多，有利于提高材料的电容性能。
1引言传统的储能设备主要包括电池和超级电容器,具有高能量密度和高功率密度可以应用于不同的工作场景[1,2]。
锂、钠、钾等碱金属由于其高容量而被广泛应用于混合电容器,具有高能量密度和高功率密度。
但碱金属的活泼性高,容易导致安全问题[3,4]。
近年来,金属锌的理论质量和体积容量高(820mAhg -1和5855mAhcm -3),氧化还原电位低(-0.76Vvs 标准氢电极),自然丰度高,在发生氧化还原反应时双电子转移而产生的高能量密度以及相对于Li、Na 和K 等金属负极展现出极大安全的性和较低的空气灵敏度等优点,是一种潜在的负极材料[5,6]。
因此,开发既具有高能量密度、高功率密度以及安全性极高的锌离子混合超级电容器,已引起了行业的广泛关注。
目前,锌离子混合电容器分为两种电极构型,分别来源于电容型电极对锌离子电池的正极或者负极(Zn)的替代,从而实现电容型储能和电池型储能。
电极材料主要有炭材料、合金材料、金属氧化物/硫化物和有机材料,其中炭材料由于其低成本、丰富的资源和环境友好性而被认为是最有前途的电极材料[7]。
锌离子电容器使用的正极材料的主要为碳基材料[8,9]。
基于活性炭材料来源丰富、价格低廉、工业化生产规模大、比表面积大等优势,使得活性炭材料作为大规模使用的碳基材料。
然而,活性炭材料的比电容低,存在能量密度低的缺点。
因此,开发高性价比、更高电容与能量密度的碳基材料,成为关键[10]。
近些年来,金属有机框架材料(MOFs)是以过渡金属离子为节点,与氮、氧等形成的有机配体,相连组成的新型材料,具备多孔网状结构、独特的物理和化学的特性,如结构多样、孔径可调[11]。
MOFs 衍生炭材料具备优异的比表面积和孔洞结构,并且结构具备可调性,可以提供众多的吸附活性位点,以及较短的锌离子传递通道,使得MOFs 衍生炭材料具有优异的存储锌离子的能力[8]。
本文以MIL-88为碳源,采用同时碳化和活化法制备多孔炭材料(MIL-88-1000-C),引入碳酸镁活化剂,使得制备的碳材料(MIL-88-Mg-1000-C)获得更多的孔径,以此提高MIL-88衍生炭的电化学性能,同时采用扫描电子显微镜(SEM)与X 射线衍射仪(XRD),对所制备的多孔炭材料(MIL-88-Mg-1000-C 和MIL-88-1000-C)的晶体结构、孔径结构与分布进行表征,并进行电化学测试,测试其储锌性能。
电池中的赝电容行为判断及贡献分析近年来，随着人们对于大容量及高性能电化学储能器件的深入研究，特别对于电池中电荷储存机理的探讨，人们通过对电极材料纳米化及杂化设计调控其尺寸、晶体结构、结晶性、导电性等，发现电池在充放电过程中有赝电容的电化学行为存在。
赝电容从表面意思上看是指“看起来很像电容，但并不是电容”的存在。
但目前对于赝电容含义的见解和看法主流学界众说纷纭，还没有统一的认识。
B.E.Conway最早在其著作《电化学超级电容器：科学原理和技术》里提出了“赝电容”一词，B.E.Conway将其定义为“赝电容是一种发生于电极材料表面的法拉第（faradaic）过程”。
与传统的电容或者双电层电容相比虽然都通过电极表面进行电荷储存，但是赝电容行为是一种基于离子吸/脱附的法拉第（faradaic）过程，这成为了赝电容与其他电容最明显的区别。
然而，对电池电极材料电荷储存机理研究的深入，一些学者发现同一种材料可能显示赝电容或电池的行为，这取决于对电极材料设计和载流子类型。
如图1所示传统的锂离子正极材料LiCoO2在体相大粒径时充放电曲线表现的是传统的电容行为，LiCoO2随着其颗粒粒径减小在充放电曲线中表现出典型的“法拉第过程”即赝电容行为。
因此，以纳米化的LiCoO2为代表的这一类电极材料算不算赝电容材料引起了很大的争议。
图1.不同颗粒尺寸LiCoO2的充放电曲线。
一、观点之争以P.Simon和B.Dunn为代表一派学者认为：这类材料也算赝电容材料。
并将赝电容分为了两类：本征与非本征赝电容。
本征赝电容（IntrinsicPseudocapacitance）：材料在各种形貌或颗粒尺寸下都表现出赝电容行为，非本征赝电容（ExtrinsicPseudocapacitance）：在体相的时候表现为电池行为，经过纳米化后，表现出赝电容行为。
根据以上定义纳米化的LiCoO2是非本征赝电容材料。
又如刘继磊等人从材料设计和动力学角度深入探讨了本征与非本征赝电容的机理以及影响赝电容和电池行为的决定因素，运用详细的电化学分析方法，为高性能的电极材料设计和优化提供了新的方法和视角。
