题目：谐振式硅微结构传感器信号增强方法研究

    随着微机械加工技术的进步，谐振式硅微结构传感器凭借其诸多优势在航空航天、机械制造等技术领域得到了广泛应用。但是随着结构尺寸的不断减小，谐振式硅微结构传感器输出信号十分微弱且淹没在很大的背景噪声中，这限制了相关传感器的研发与应用。本文以电热激励谐振式硅微结构压力传感器为研究对象，以增强其微弱输出信号为目的，对提出的谐振式硅微结构传感器微弱输出信号增强方法进行研究，完成的主要工作如下：

    1. 研究了增大激励功率对谐振梁振动幅度的影响以及固有热温升引起的谐振梁固有频率偏移和非线性问题造成的谐振梁固有频率偏移，并对以上两种原因造成谐振梁固有频率的偏移进行了比较。利用不确定度分析方法评估了谐振梁结构参数和激励参数对谐振梁固有频率、热温升造成固有频率偏移、非线性造成频率偏移以及谐振梁振动幅度等的影响，获得了不同参数的影响程度，并将评估结果作为谐振梁结构参数和激励参数调整优化的理论依据；

    2. 提出了一种孔缝应力集中结构，利用孔缝结构的应力集中效应放大了拾振电阻覆盖区域的应力值，从而增强了拾振电阻的输出信号。通过有限元分析模型静力分析，计算了不同尺寸与位置的孔缝对谐振梁应力集中区域的应力放大倍数。同时，建立孔缝结构谐振梁的振动模型，分析了孔缝结构对谐振梁的振动特性以及传感器检测性能的影响，并应用不确定度分析方法评估了孔缝结构尺寸和位置参数的影响；

    3. 利用混沌微弱信号检测理论，结合现有的微弱信号检测方法，建立了混沌微弱信号检测模型并提出了相应的检测算法。在对研究对象输出的微弱信号进行预处理的基础上，通过Lyapunov特征指数的方法求解相应的检测阈值并设置混沌检测模型的检测阈值，根据Lyapunov特征指数符号监测混沌系统状态的迁移，实现了对微弱振动信号的检测。同时，对不同的谐振梁Q值、信号前置放大倍数和噪声水平等情况下的检测算法进行了仿真实验。相应的仿真实验和检测实验结果表明：检测模型以及检测算法可以准确获得固有频率，并且对噪声具有很好的抗干扰能力。