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。

通常情况，梳状微加速度计具有对称结构。但是加工工艺的缺陷可能导致梳状微加速度计的弹性梁不对称，引起结构发生扭转运动。对于双端固定梁式结构，分析了弹性梁的不对称性对结构等效刚度的影响。在假设弹性梁长度相等，但弯曲刚度不相等的前提下，推导出了结构的等效刚度计算公式，并将其推广到任意不对称情况。最后用有限元仿真实例验证了理论计算公式的正确性。所采用的分析方法可以运用于其他具有不对称弹性梁的MEMS结构的变形分析及其误差灵敏度分析中。

为了实现了电容式传感器和其他信号处理电路之间的接口,提出了一种电容式传感器接口电路。该接口电路基于开关电容技术,采用采样电荷结构,并在其前端读出电路采用采样开关噪声消除技术,在0.35μm 2P-4 M CMOS标准工艺下设计并流片实现,且特别适用于开环或力平衡闭环电容式微加速度计和振动角速度陀螺仪应用。测试结果表明：在1 MHz的采样时钟下,该接口电路取得了约5.35 aF的电容分辨率和约0.173 aF.Hz-1/2的噪声基底。

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。

采用体硅微机械加工技术和扩散技术,制作压阻式高量程微加速度计,设计量程为50000gn.芯片材料为单晶硅,采用双列扁平陶瓷封装.为了测量其动态灵敏度,使用Hopkinson杆在约40000gn的加速度水平下进行了冲击校准.在电桥电压为6.33V的情况下,被测微加速度计的灵敏度为1.26μV/gn.

本文以美国ADI公司生产的±5g双轴模拟输出加速度计ADXL320为例，介绍了MEMS微加速度计的工作原理及其输出系数标定试验，并对其试验结果进行了数据处理和分析。

微加速度计用于测量载体的加速度,并提供相关的速度和位移信息。微加速度计可以和微型陀螺仪组合构成微型惯性测量单元。但是微加速度计还没有完全实现市场化,微加速度计的可靠性问题已经成为制约其广泛应用的关键因素。微加速度计在加工、封装、运输和实际使用中都可能受到冲击的作用。主要研究压阻式微加速度计在冲击环境下的可靠性问题。通过简化加速度计的结构,得出了悬臂梁上的应力分布。设计了微加速度计在冲击环境下的可靠性试验,分析了加速度计在冲击环境下的主要失效模式及失效机理。得出了压阻式加速度计在冲击环境下的主要失效模式是键合引线的脱落和悬臂梁的断裂。

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。

从闭环控制系统出发，基于力平衡式微加速度计的工作原理及工作过程，分析了机电耦合控制与结构参数对加速度计灵敏度与非线性误差的影响，并运用解析法得出以下结论：加速度计的灵敏度与系统的交流偏压及增益无关；非线性误差与系统的交流偏压及闭增益成反比，与输入加速度的三次方成正比。运用深反应离子刻蚀技术与硅微键合技术制造出加速度计敏感芯片，离心机测试的数据表明实际结果与理论结果相符。