고감도, 고해상도의 미세력 측정 요구에 대응하기 위해 모달 국지화 기술을 기반으로 한 약결합 공진식 미세력 센서를 제안하고 개발하였다. 베릴륨 청동 공진기와 유연한 지렛대를 결합한 복합 구조를 채택하여 진폭비 변화 감지를 통해 미세력을 측정하며, 유연 힌지 구조를 이용해 측정하는 미세력을 교란되는 공진기의 축강성 변화로 효율적으로 전환하여 초고감도의 미세력 측정이 가능하다. 이론 분석과 시뮬레이션을 결합한 방법으로 설계 모델의 타당성을 검증하였으며, 공진기 기계적 진폭 측정 및 미세력 보정 실험 장치를 구축하여 센서 성능 지표에 대한 실험적 검증을 수행하였다. 실험 결과 개발된 약결합 공진식 미세력 센서는 0~120 mN의 측정 범위와 135.05×10^-6/μN를 초과하는 상대 감도를 가지며, 변형식 미세력 센서 대비 4,600배 이상의 감도 향상과 30 μN 이하의 분해능을 나타냈다. 본 연구는 약결합 공진식 미세력 센서 구조안의 타당성을 검증하였으며 초고감도 미세력 측정에 새로운 방안을 제시한다.

미세력 센서;약결합 공진기;모달 국지화;진폭비 출력;진폭비 출력