[发明专利]基于非线性域模态耦合的传感器灵敏度提升方法及系统

权利要求书

1.一种基于非线性域模态耦合的传感器灵敏度提升方法，其特征在于，利用传感器的谐振器中至少两个振动模态之间的耦合特性，将其中一个振动模态作为频率输出模态，另一个振动模态作为腔模态来敏感外界待测变量；

将作为频率输出模态的振动模态定义为第一模态，其中，所述第一模态保持谐振状态，且所述第一模态工作在非线性振动区间；

将作为腔模态的的振动模态定义为第二模态，将所述第二模态的高枝频率作为传感器的最终输出；

通过施加至少一个泵浦激发所述第一模态与所述第二模态之间的耦合特性；

采用锁相环对所述第一模态进行相位控制，使所述第一模态稳定工作在非线性振动区间，实现频率的快速采集和测量。

2.一种基于非线性域模态耦合的传感器灵敏度提升系统，其特征在于，采用权利要求1所述方法进行传感器的灵敏度提升，所述传感器的谐振器中具有第一模态与第二模态，其中，第一模态为频率输出模态，第二模态为敏感外界待测变量的腔模态。

3.根据权利要求2所述基于非线性域模态耦合的传感器灵敏度提升系统，其特征在于，所述传感器灵敏度提升系统包括直流偏置电压、交流驱动电压、交流泵浦电压与锁相环；

所述直流偏置电压施加传感器中谐振器的硅敏感结构上；

所述交流驱动电压施加在驱动第一模态的电极上，用于驱动第一模态使之工作在非线性振动区间；

所述交流泵浦电压施加在驱动第二模态的电极上，用来激发第一模态与第二模态之间的耦合特性；

所述锁相环用于对第一模态进行相位控制，使第一模态稳定工作在非线性振动区间，实现频率的快速采集和测量。