Para satisfacer la demanda de medición de microfuerzas con alta sensibilidad y alta resolución, se propuso y desarrolló un sensor de microfuerza resonante de acoplamiento débil basado en la técnica de localización modal. Se adoptó una estructura compuesta que combina un resonador de cobre berilio y una palanca flexible para medir la microfuerza mediante la detección del cambio en la relación de amplitud. La estructura de bisagra flexible convierte eficientemente la microfuerza medida en un cambio de rigidez axial en el resonador perturbado, logrando una sensibilidad de medición de microfuerza ultralta. El análisis teórico y la simulación validaron la racionalidad del modelo de diseño. Se construyó un dispositivo experimental para medir la amplitud mecánica del resonador y calibrar la microfuerza para probar el rendimiento del sensor. Los resultados experimentales muestran que el sensor de microfuerza resonante de acoplamiento débil desarrollado tiene un rango de 0 a 120 mN, una sensibilidad relativa que supera 135.05×10^-6/μN, lo que representa una mejora de más de 4600 veces en comparación con los sensores de microfuerza basados en deformación, y una resolución mejor a 30 μN. Este estudio verifica la viabilidad del esquema estructural del sensor de microfuerza resonante de acoplamiento débil y proporciona una nueva idea para la medición ultra sensible de microfuerzas.

sensor de microfuerza;resonador de acoplamiento débil;localización modal;salida de relación de amplitud;salida de relación de amplitud