在传统等截面双边四梁微加速度计结构上,以变极距式电容传感器为对象,设计一种菱形变截面梁。为增加梁的稳定性,满足加速度计对不同方向刚度要求,并提高灵敏度,建立加速度计数学理论模型,推导出灵敏度与刚度的关系。建立梁的纯弯曲模型,并基于静电驱动原理,推导出静电刚度公式,确定满足静电刚度小于机械刚度的条件下加速度计量程。结果显示,菱形变截面梁减小了梁的应力集中,使梁两方向的刚度最大化,提高了加速度计灵敏度。

介绍了压电式四臂微加速度计的工作原理，耦合场分析原理以及ANSYS软件在压电分析中的具体应用。以压电式四臂加速度计为例，使用ANSYS软件对其进行了静态，模态等分析，得出了压电层厚度、悬臂厚度、长度对加速度计灵敏度的影响。在模态分析中得出了加速度计的前三阶固有频率和与之对应的振动形态。本文的结果可以直接应用到加速度计结构的优化设计。

以6-UPU并联机构为研究对象，建立了并联机构广义固有频率模型，对底位工况位置进行了固有频率数值求解；利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值；理论分析与实验测试结果较为接近，其误差度在10％的范围内，验证了振动模型的正确性。实验表明：该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析，可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据。

温度是影响微加速度计精度的一个相当重要的因素。该文首先分析了微加速度计闭环系统各部分的温度特性对系统的影响;接着,设计实验分别测试各个部分的温度特性,确定出敏感元件的温度特性是系统温漂的主要来源;最后,设计了敏感元件芯片自恒温系统,并进行温度补偿。该方案在增加少量加热功率的基础上大大提高了系统的温度特性。实验结果表明：温控后,在增加760 mW加热功率的情况下,能保证微加速度计零偏温漂和二次补偿后零偏稳定性,分别从2.061 mgn/℃和2.269 mgn提高到0.199 mgn/℃和0.129 mgn。

介绍了微加速度计的基本原理以及国内外常见的各种微加速度计的结构形式,包括压电式、电容式、扭摆式、隧道式等,分析了这些传感器的基本特点,总结微加速度计发展中存在的一些问题,并提出一些解决关键问题的措施,预测微加速度计未来的发展趋势.

为了提高MEMS微加速度计的量程和抗过载能力，设计了基于UV—LIGA技术的非硅MEMS电容式微加速度计。针对该加速度计，设计了基于相敏解调的差分电容测控电路。检测通道主要由前置级电荷积分放大电路、带通滤波电路、相敏解调器、低通滤波以及电平转换电路组成，反馈通道由低通滤波和加法电路组成。完成了微加速度计测控电路的调试和检测通道的标定实验，实验表明：检测通道的量程约为±6pF，灵敏度为89．3mV／pF，线性度为2．59％，满足加速度计检测通道的要求。

针对目前MEMS微加速度计机械和电路仿真各自脱节的现状，基于PSPICE软件，综合了敏感质量块机械、偏置电压静电力和接15／电路3部分，提出了机械与电学一体化仿真模型。模型实现了敏感质量块大位移情形仿真，突破了已有仿真模型对该质量块的中点小位移近似。利用该模型，得到大位移情况下加速度计能承受的最大阶跃和脉冲加速度信号值，经过与经典理论公式比较，误差小于3％。进一步，通过在不同偏置电压开环模式下灵敏度仿真与实验值的比较，当敏感质量块处于小位移状态时，误差小于5％；处于大位移状态，小于10％。因此，仿真模型与经典理论公式以及实验值比较接近，可应用于微加速度计的仿真和物理过程再现，从而有助于该类微机械电子器件的进一步研究。

介绍一种可用于微机械电容式加速度计检测的接口电路，该电路利用电荷放大器把电容变化转变成电压变化，再对被加速度信号调制的载波信号进行解调，经过低通放大滤波，最后得到与加速度信号成正比的直流电压信号，具有测量差分电容变化的功能和灵敏度高、线性好的特点。整体电路通过Pspice进行了仿真，优化后制成PCB板进行实验。实验结果线性度为5％，灵敏度为19．5V／pF，表明该电路是一种具有实用价值的电容式加速度计检测接口电路。

为了解决压阻式加速度计的动态特性欠佳的共性,避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏,在结构设计过程中选择合理固有频率是至关重要的。本文就针对一种四边八梁结构的高gn值压阻式加速度计,通过力学知识,简化结构并推导出其固有频率的理论计算公式,并利用有限元仿真软件和测试高gn值加速度计频率特性的方法,对此理论公式进行了仿真和实验验证,证明此理论公式的正确性和可用性。这样,在加速度计结构的设计过程中,可以直接利用此公式计算出结构的固有频率,从而减化加速度计的结构设计和优化过程,设计出最合理的固有频率结构。

提出一种由圆形板和大量扇形梁构成活动部件的新型高负载电容式微加速度计。通过将固定电极分为检测电极与驱动电极,可实现自检自标定功能。该微加速度计以金属为核心部件材料,并采用UV-LIGA微工艺进行加工。虽然活动部件因全柔性而具有复杂变形、器件内存在复杂机电耦合,但该传感器所建立的计算模型具有精确、快速的特点。采用AD7747对该加速度计进行了测试,并实现了结构参数、材料参数的标定及支撑梁发生破坏、尘粒进入腔室等故障的检查。