由于諧振型傳感器在感測(cè)被測(cè)之量變化時(shí), 表現(xiàn)為諧振頻率的偏移, 因此, 為提高傳感器的分辨率和靈敏度,對(duì)探索頻偏的精確測(cè)定很為重要. 本文首先對(duì)Duffing 方程進(jìn)行仿真, 指出Duffing 方程在從混沌狀態(tài)到大周期轉(zhuǎn)變時(shí), 同時(shí)具有幅值敏感性和頻率敏感性, 進(jìn)一步提出頻率敏感性可應(yīng)用于傳感器微弱頻率變化的提取. 仿真表明該方法還能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率變化精度的預(yù)性測(cè)量, 文中還進(jìn)一步分析了其理論基礎(chǔ), 提出了驅(qū)動(dòng)力等效性觀點(diǎn).
諧振傳感器是廣泛應(yīng)用的一種傳感器, 其諧振頻率變化反映了被測(cè)物理量. 所以研究微弱頻率變化的探測(cè)方法有重要意義. 非自治的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)Duff ing 方程的相平面軌跡在從混沌狀態(tài)到大尺度周期轉(zhuǎn)變時(shí)表現(xiàn)出的幅值和頻率敏感性, 顯示了它在微弱頻率信號(hào)提取方面的潛在應(yīng)用. 結(jié)合正在進(jìn)行的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《硅微機(jī)械諧振傳感器的研究》中的信號(hào)提取部分的要求: 信號(hào)中心頻率較高, 但是頻率的變化量較小, 而頻率的變化量正是反映了被測(cè)壓力、溫度的大小, 所以問(wèn)題就是要測(cè)出高中心頻率基礎(chǔ)上的頻率微小變化, 這是一個(gè)相對(duì)于中心頻率極小的微弱信號(hào), 利用傳統(tǒng)的線性濾
波的方法很難更精確地測(cè)試到這樣的信號(hào). 且由傳感器工作原理可以知道: 該頻率分辨率越高, 傳感器的測(cè)試精度就越高, 分辨率也就越高[ 1 ]. 所以提高頻率分辨率是該傳感器設(shè)計(jì)的一大關(guān)鍵技術(shù). 就此進(jìn)行仿真, 研究了利用混沌理論測(cè)試諧振頻率的微小變化, 取得了一定效果.