1。引言电力是现代生活的基石,对于工业运营和日常活动至关重要。它为房屋,企业和基础设施提供动力,这使得没有它的世界几乎是不可思议的。然而,全球人口不断增长和传统能源的耗竭造成了巨大的能源困境。从历史上看,化石燃料一直是能源的主要来源。尽管它们曾经充足的可用性和上能量产量,但化石燃料还是有限的,其解开的使用构成了严重的环境和经济挑战。随着化石燃料储备的减少,对可持续和可再生能源的需求变得越来越紧迫。这种紧迫的需求激发了能源收集领域的兴趣和创新,尤其是通过诸如压电等技术。压电性是一个奇迹,在其中无法重新推销的材料会产生电力学费,以响应不浪漫的机械应力。可以利用这种效果从机械运动中产生电能,例如车辆在道路上施加的压力。压电材料产生的电压随时间变化,导致连续的电流(AC)信号。此信号是未驱动和反重率效应的表现。当机械应力产生电荷时,不配意的压电效应就会发生,而当电场诱导材料中的机械应变时,反向效应就会发生。压电技术比其他能源收集方法具有多个优点
多年来,用于健康监测的纳米生成器已经变得越来越有吸引力,因为它们提供了一种成本效益且连续的方式,可以成功地测量一个人周围/周围/周围/周围/周围的环境变化。使用此类传感器可以积极影响医护人员诊断和防止生命的状况的方式。最近,混合纳米生成剂(HBNG)的双重压电效应已成为研究主题,因为它们可以提供大量数据,这对于医疗保健非常重要。但是,在健康监测中对这些HBNG的现实利用仍然很小。本综述涵盖了压电三效性HBNG,用作传感器来测量人体的不同运动和变化,例如血液循环,呼吸和肌肉收缩。Piezo-Tribo双效应HBNG适用于各种医疗设置,作为为非侵入性传感器提供动力的一种手段,提供了持续的患者监测的能力而不会干扰用户的运动范围或舒适性。本评论还打算建议HBNG的未来改进。其中包括合并表面修饰技术,利用纳米线,纳米颗粒技术和其他化学表面修饰方式。这些改进可以在HBNG的电输出方面做出重大贡献,并且可以增强其在健康监测领域的应用前景,以及各种体外/体内生物医学应用。虽然是一个有希望的选择,但仍缺乏改进的HBNG。本评论还讨论了到目前为止阻止的技术问题,即这些传感器的真正使用。
压电陶瓷的工作原理是压电效应。根据逆压电效应,平行于极化方向的电场会刺激陶瓷膨胀 [6]。多层陶瓷由厚度小于 100 µm 的层组成,可以产生高电场,在执行器中具有潜在的应用 [7]。它可以作为一种强大的切削工具。形状记忆合金:形状记忆合金是一种在冷却时可以变形,在加热时保持其原始形状的合金。它们重量轻,是液压和气动系统等传统执行器的更好替代品。它消除了无关系统。它可以对温度/温度变化率做出简单且无摩擦的响应。它可用于被动、主动或超弹性设计。这些材料在不造成永久性损坏的情况下的最大可恢复性高达 8%。NiTi 的屈服应力可高达 500MPa [8]。III。用于太空应用的执行器:执行器是一种机械或机电设备,可控制以电力、机械或各种流体(如空气、液压等)运行的系统。执行器使用压缩空气的储存能量来移动活塞,这在机器人、电磁阀等方面很有用。在太空中,执行器应用于操作平台和有效载荷装置。许多航天器都有太阳能电池阵列或有效载荷,需要在任务期间不断旋转或朝特定方向定位。航天器搭载某些机制,如光学调整、推进器、航天飞机,这些机制可以使用此类智能材料来实现,以提高其性能 [12]。压电执行器:压电执行器在太空应用中具有巨大优势,因为它具有磁性、操作简便、精确和准确。主要缺点是这种压电执行器需要供电才能保持一定的位置,这与在太空技术中的应用相矛盾。下一代执行器:
单元 1:放大器 16 小时 多级放大器:多级放大器的需求和使用、总增益、级联与共源共栅。RC 耦合放大器。达林顿放大器 - 电路、电流增益、Zi、Zo、优点。功率放大器:电压与功率放大器、功率放大器的需求、分类 A 类、C 类(仅提及)B 类:推挽放大器、工作、效率(推导)、交叉失真、谐波失真、互补对称(无变压器)。比较。调谐放大器:需要单调谐和双调谐、工作、频率响应曲线、优点和缺点、耦合说明。JFET - 类型 - p 沟道和 n 沟道、工作和 IV 特性 - n 沟道 JFET、参数及其关系、BJT 和 JFET 的比较。共源放大器、MOSFET:E&D、MOSFET – n 沟道和 p 沟道、构造、工作、符号、偏置、漏极和传输特性、CMOS 逻辑、CMOS 反相器 - 电路、工作和特性。单元 2:反馈放大器和振荡器 10 小时反馈:反馈类型正反馈和负反馈、框图、反馈对 Av、BW、Zi 和 Zo 的影响(仅适用于电压串联反馈放大器电路)。振荡器的需求;正反馈、储能电路 – 振荡、谐振频率。巴克豪森振荡准则、LC 调谐振荡器 - Colpitts 和 Hartley 振荡器、振荡频率(无推导)、最小增益、优点和缺点、RC 振荡器 - 相移和 Wein 桥振荡器(无推导)、频率和最小增益、晶体振荡器、压电效应、等效电路、串联和并联谐振电路、Q 因子。非正弦振荡器:非稳态多谐振荡器,工作波形,频率公式(仅提及),单稳态多谐振荡器,双稳态多谐振荡器(触发器概念)。 单元 3:集成电路 04 小时 IC555 框图和引脚图。 IC555 应用 - 非稳态(推导)和单稳态多谐振荡器,压控振荡器。 施密特触发器。 IC 稳压器:LM317,IC78XX,79XX 系列(框图) 单元 4:运算放大器(Op-Amp) - 理论与应用 11 小时 Op-Amp 框图,引脚图 IC741,规格,理想和实际运算放大器参数的特性 - 输入偏置电流,输入失调电压,输出失调电压,CMRR,斜率 SVRR,失调零,开环运算放大器限制,闭环运算放大器。负串联反馈放大器的框图,反相和非反相反馈电路,增益,R if ,R of 。虚拟接地,单位增益带宽积。应用:加法器 - 反相和非反相,减法器,比例变换器,缓冲器,积分器,微分器(理想和实用)。比较器,过零检测器,有源滤波器 - 巴特沃斯一阶低通、高通、带通、带阻、全通滤波器。二阶滤波器(仅提及)。自学:04 小时 IC 制造技术。推荐教科书 1、运算放大器和线性电路,Ramakanth Gayakwad PHI,第 5 版,2015 年。2. 应用电子学教科书,RS Sedha