高精度电容读取技术被广泛应用于电容式微加速传感器、位移传感器、倾角传感器等设备中，对航空航天、地质勘探、惯性导航等领域具有重要的意义。通常，高精度电容读取技术需要识别pF甚至更低级别的电容变化，而传统的电容读取方法受工作带宽、温度噪声和电子元器件的性能限制，性能上面临着巨大的挑战。因此设计一种具有高灵敏度和高稳定的电容读取方式迫在眉睫。本团队在前期研究中发现，微机械谐振器中的同步现象可以提升振动的频率稳定性，有望为提高电容读取精度提供新的思路。 

    基于此，西安交通大学韦学勇教授课题组首次提出了一种基于同步效应的电容检测方案，发表在IEEE Sensors Journal 杂志上。研究人员利用注入锁定的方式，建立了机械域和电子域的双域耦合，实现了频率比高达11:1的高阶同步。将电子域中RLC回路的电容变化转化为机械域中MEMS振荡器的频率输出，在增强灵敏度的同时也改善了检测系统的频率稳定性。实验结果表明，基于同步效应的电容检测的灵敏度较非同步状态提升了11倍，频率稳定性由400ppm降低至10ppm。所提出的双域耦合电容检测方法不仅为提升电容传感器的分辨率和噪声等性能提供了新的思路，而且是同步现象应用研究的一次重大突破。

    博士生张宏才、徐柳为该论文的共同第一作者，韦学勇教授为该论文的通讯作者。该项目得到国家重点研发专项、国家自然科学基金、陕西省科技创新团队等项目资助。