模式局域化 MEMS 加速度计

灵敏度提升超过 350 倍

利用静电耦合谐振器的非线性模态局域化效应,结合惯性杠杆放大机制,实现可调谐的动态响应,为超高灵敏度 MEMS 加速度计提供理论与实验框架。

Lyu, Ming · Zhikun, Zha · Yanmin, Zhang · Shengjie, Zhou · Yuheng, Quan · Feixuan, Wei · 赵剑 · Kacem, Najib

Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 2026

参数信息

灵敏度增强倍数
>350
相对幅度变化率
~5.79 %/g
Allan偏差
49.5 ppm
噪声谱密度
0.033 mV/√Hz

技术优势

灵敏度提升350倍以上

利用幅度变化率而非频率变化率作为输出度量,非线性效应使得微小刚度扰动引发模态幅度的巨大变化,从而显著放大灵敏度。

无需高Q值也能高灵敏度

模态局域化效应本身对参数失配高度敏感,且幅度变化率输出在非线性区对刚度扰动更敏感,降低了对超高Q值谐振器的依赖。

动态范围可调

通过调节直流偏置电压和耦合电压,可以改变谐振器的工作点和耦合强度,从而调节灵敏度与线性范围,适应不同应用场景。

应用场景