基于弱耦合微机械谐振器的高灵敏度电压测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种高灵敏度电压测量方法及装置，属于电子测量仪器领域。包括了电压测量芯片及信号处理电路，电压测量芯片包括了不低于两个，通过机械耦合梁或者静电耦合连接在一起的弱耦合谐振器、电压输入电极、检测电极和驱动电极。电压信号的输入将改变电压输入电极与谐振器形成的静电负刚度，从而改变弱耦合谐振器系统的总刚度，谐振器系统刚度的变化会使得谐振器能量分布出现急剧失衡，作为输出的两个谐振器的幅值比会剧烈变化，因此，以两谐振器幅值比作为输出可实现超高灵敏的电压测量；输出的两个谐振器都设计有两组检测电极，可实现对于单谐振器的振幅实现差分检测，不仅可以增强信号的强度还消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号干扰，可以大幅提升测量信号的稳定性与准确度。基于谐振式电压计的测量方法可实时对待测电压信号进行连续测量并且具有较强的抗干扰能力，弥补了数字电压表显示不连续、抗干扰能力差的缺点。