Para atender às demandas de medição de microforças com alta sensibilidade e alta resolução, foi proposto e desenvolvido um sensor de microforça baseado na tecnologia de localização modal e ressonadores fracamente acoplados. Utiliza-se uma estrutura composta que combina ressonador de bronze de berílio com alavanca flexível, medindo a microforça através da detecção da variação da razão de amplitude. A microforça medida é eficientemente convertida em variação da rigidez axial do ressonador perturbado por meio de uma estrutura de dobradiça flexível, realizando uma sensibilidade ultra alta na medição de microforça. A combinação de análise teórica e simulação validou a razoabilidade do modelo de projeto, e um dispositivo experimental para medir a amplitude mecânica do ressonador e calibrar a microforça foi construído para testar o desempenho do sensor. Os resultados experimentais indicam que o sensor de microforça fraco acoplado desenvolvido tem faixa de medição de 0~120 mN, sensibilidade relativa superior a 135,05×10^-6/μN, superando em mais de 4600 vezes a sensibilidade relativa dos sensores de microforça por deformação, com resolução melhor que 30 μN. Este estudo valida a viabilidade da estrutura do sensor de microforça de ressonador fracamente acoplado, oferecendo uma nova abordagem para medições de microforça ultra sensíveis.

sensor de microforça;ressonador fracamente acoplado;localização modal;saída da razão de amplitude;saída da razão de amplitude