【技术实现步骤摘要】
本申请涉及压力传感器，特别是涉及一种基于奇异点的高灵敏压力传感器和压力信息获取方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
技术介绍
1、在工程领域中，压力是反映结构状态的重要参数，能否准确可靠地测量结构压力对科学实验和工程安全至关重要。压力传感器能够感受压力信号，并按照一定的规律将压力信号转换成可用的电信号，因此，压力传感器被广泛地应用于各种压力测量场景中，用以实现高效的压力监测。
2、传统技术中主要采用mems压力传感器进行压力测量和监测，然而，传统技术中所使用的压力传感器存在检测精度低的问题，检测精度低会导致压力测量不准确，影响压力测量结果的准确性，难以满足当今科研生产中的应用需求，不利于提高压力测量的准确性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高压力测量的准确性的基于奇异点的高灵敏压力传感器和压力信息获取方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面，本申请提供了一种基于奇异点的高灵敏压力传感器，包括：衬底、耦合谐振器、刚度调节电极和外部反馈控制电路，其中：
3、所述耦合谐振器置于所述衬底上；所述耦合谐振器包括增益谐振器和损耗谐振器；所述增益谐振器和所述损耗谐振器通过静电耦合；所述增益谐振器和所述损耗谐振器具有相同的质量、相同的刚度；所述增益谐振器的阻尼与所述损耗谐振器的阻尼大小相等但方向相反；所述增益谐振器和所述损耗谐振器均连接有偏压电极；所述偏压电极用于控制所述
4、所述刚度调节电极用于对所述增益谐振器的谐振梁和所述损耗谐振器的谐振梁施加偏压，以使所述增益谐振器和所述损耗谐振器具有相同的刚度和本征频率；
5、所述外部反馈控制电路包括第一外部反馈控制电路和第二外部反馈控制电路；所述第一外部反馈控制电路与所述增益谐振器电性连接，用于向所述增益谐振器中泵入运动速度相位与所述增益谐振器相同而大小与所述损耗谐振器运动损耗相同的能量；所述第二外部反馈控制电路与所述损耗谐振器电性连接，用于检测所述损耗谐振器的运动损耗。
6、在其中一个实施例中，所述增益谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述增益谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述增益谐振器的驱动电极设置在所述增益谐振器远离所述增益谐振器和所述损耗谐振器之间的耦合梁的一侧，所述增益谐振器的驱动电极与所述增益谐振器正对靠近放置。
7、在其中一个实施例中，所述增益谐振器的刚度调节电极设置在所述增益谐振器靠近所述增益谐振器的中心固支梁的一侧，所述增益谐振器的刚度调节电极与所述增益谐振器的调节梁靠近放置。
8、在其中一个实施例中，所述损耗谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述损耗谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述损耗谐振器的驱动电极设置在所述损耗谐振器远离所述增益谐振器之间的耦合梁的一侧，所述损耗谐振器的驱动电极与所述损耗谐振器正对靠近放置。
9、在其中一个实施例中，所述损耗谐振器的刚度调节电极设置在所述损耗谐振器靠近所述损耗谐振器的中心固支梁的一侧，所述损耗谐振器的刚度调节电极与所述损耗谐振器的调节梁靠近放置。
10、在其中一个实施例中，所述增益谐振器的谐振梁与所述损耗谐振器的谐振梁之间的电压差用于确定所述增益谐振器和所述损耗谐振器之间的耦合系数。
11、在其中一个实施例中，所述第一外部反馈控制电路的输入端与所述增益谐振器的检测电极电性连接，所述第一外部反馈控制电路的输出端与所述增益谐振器的驱动电极电性连接。
12、在其中一个实施例中，所述第二外部反馈控制电路的输入端与所述损耗谐振器的检测电极电性连接，所述第二外部反馈控制电路的输出端与所述损耗谐振器的驱动电极电性连接。
13、在其中一个实施例中，所述第一外部反馈控制电路和所述第二外部反馈控制电路均包括输入端、跨阻放大器、带通滤波器、压控放大器、移相器和输出端。
14、第二方面，本申请还提供了一种应用于上述基于奇异点的高灵敏压力传感器的压力信息获取方法，包括：
15、在衬底粘附于待测物体，且所述待测物体被施加压力的情况下，获取所述待测物体对应的谐振频率信息；
16、获取预设的初始谐振频率信息，根据所述初始谐振频率信息和所述谐振频率信息之间的差异，确定所述待测物体对应的压力信息。
17、第三方面，本申请还提供了一种压力信息获取装置，包括：
18、获取模块，用于在衬底粘附于待测物体，且所述待测物体被施加压力的情况下，获取所述待测物体对应的谐振频率信息；
19、确定模块，用于获取预设的初始谐振频率信息，根据所述初始谐振频率信息和所述谐振频率信息之间的差异，确定所述待测物体对应的压力信息。
20、第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
21、第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
22、第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
23、上述基于奇异点的高灵敏压力传感器和压力信息获取方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，由于传感器的初始偏置在奇异点，此时传感器只有一个谐振频率，而当传感器通过衬底粘附于待测物体，且待测物体被施加压力的情况下，压力传感器受到扰动偏离初始谐振频率并且分裂为两个谐振频率，获取此时待测物体对应的谐振频率信息，并结合预设的初始谐振频率信息，分析初始谐振频率信息和谐振频率信息之间的差异，确定待测物体对应的压力信息，能够利用压力传感器工作在奇异点附近时，本征频率分裂量对微小压力的变化具有超高灵敏度的特点，检测并分析压力传感器受扰动后谐振频率的分裂量进而确定压力大小，能够实现对压力的准确测量，提高压力测量的准确性。
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1.一种基于奇异点的高灵敏压力传感器，其特征在于，所述传感器包括：衬底、耦合谐振器、刚度调节电极和外部反馈控制电路，其中：
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述增益谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述增益谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述增益谐振器的驱动电极设置在所述增益谐振器远离所述增益谐振器和所述损耗谐振器之间的耦合梁的一侧，所述增益谐振器的驱动电极与所述增益谐振器正对靠近放置。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述增益谐振器的刚度调节电极设置在所述增益谐振器靠近所述增益谐振器的中心固支梁的一侧，所述增益谐振器的刚度调节电极与所述增益谐振器的调节梁靠近放置。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述损耗谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述损耗谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述损耗谐振器的驱动电极设置在所述损耗谐振器远离所述增益谐振器之间的耦合梁的一侧，所述损耗谐振器的驱动电极与所述损耗谐振器正对靠近放置。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述增益谐振器的谐振梁与所述损耗谐振器的谐振梁之间的电压差用于确定所述增益谐振器和所述损耗谐振器之间的耦合系数。
7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一外部反馈控制电路的输入端与所述增益谐振器的检测电极电性连接，所述第一外部反馈控制电路的输出端与所述增益谐振器的驱动电极电性连接。
8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第二外部反馈控制电路的输入端与所述损耗谐振器的检测电极电性连接，所述第二外部反馈控制电路的输出端与所述损耗谐振器的驱动电极电性连接。
9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一外部反馈控制电路和所述第二外部反馈控制电路均包括输入端、跨阻放大器、带通滤波器、压控放大器、移相器和输出端。
10.一种应用于如权利要求1-9中任意一项所述的基于奇异点的高灵敏压力传感器的压力信息获取方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于奇异点的高灵敏压力传感器，其特征在于，所述传感器包括：衬底、耦合谐振器、刚度调节电极和外部反馈控制电路，其中：
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述增益谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述增益谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述增益谐振器的驱动电极设置在所述增益谐振器远离所述增益谐振器和所述损耗谐振器之间的耦合梁的一侧，所述增益谐振器的驱动电极与所述增益谐振器正对靠近放置。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述增益谐振器的刚度调节电极设置在所述增益谐振器靠近所述增益谐振器的中心固支梁的一侧，所述增益谐振器的刚度调节电极与所述增益谐振器的调节梁靠近放置。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述损耗谐振器的顶端通过锚区电极固定在所述衬底上，所述损耗谐振器的末端通过锚区固定在所述衬底上并且接地；所述损耗谐振器的驱动电极设置在所述损耗谐振器远离所述增益谐振器之间的耦合梁的一侧，所述损耗谐振器的驱动电极与所述损耗谐振器正对靠近放置。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述损耗谐...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁水康，徐振恒，赵雅茜，陈小瓦，张伟勋，吕前程，董飞龙，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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