设计由MEMS加速度计与SoC型单片机C8051F040组合而成的一种新型数字倾角测量仪，通过对MEMS加速度计的输出信号进行调理和A／D采集．并且在获得数字信号后进行温度补偿，解算出倾角值并通过LCD1602显示。该倾角测量仪具有体积小、重量轻、精度高的特性，可广泛应用于建筑、机械、道路、桥梁和地质勘探等重力参考系下测量倾角的场合。

本文分析了传统MEMS电容式加速度计模型的不足,根据三明治结构电容式加速度计的特点,考虑了寄生电容和热机械噪声的影响,建立了用Verilog-A硬件描述语言实现的模型。该模型与主流集成电路设计环境相兼容,具有很强的可移植性。模拟验证结果表明,该模型如实反映了MEMS电容式加速度计的工作状态,能够为设计单片集成的微弱电容检测电路提供有效的帮助。

基于敏感元件的特性本文设计出了一种MEMS加速度计敏感元件特性测试仪，即利用电容检测电路和基于虚拟仪器的频谱测试仪对MEMS敏感元件的频谱特性进行测试而得出其重要性能参数。电容检测电路和虚拟仪器频谱测试仪分别在实验室内进行了误差分析，电容检测电路的最大非线性误差为0．1277％，频率特性测试仪的幅值最大误差为0．3526 dB，相位最大误差为1．3656°。

研究了一种新型三维MEMS加速度计的性能特点和工作原理。针对加速度计的输出接口特点,设计了基于数字信号处理（DSP）芯片的数据采集系统,实现对加速度计信号的高速实时采集。利用多通道缓存串行口MCBSP实现SPI总线方式的数据采集,并采用2个DMA控制器实现了数据的实时传输和存储。基于设计的DSP数据采集系统,对采集的数据进行了处理,分析了加速度计在一定温度下的偏值稳定性和输出重复性,评估了加速度计的性能。

叙述了在微工程研究领域有代表性的微机电系统（micro electro mechanical system，MEMS）技术特点，介绍了MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS加速度计等典型的MEMS产品，阐述了MEMS基础理论研究进展以及国外对MEMS陀螺仪、MEMS加速度计的研究和发展现状，分析了MEMS技术在飞航导弹等飞行器上应用优势。

针对MEMS加速度计在复杂应用环境下输出信号中存在野值,且其噪声统计先验知识不足的问题,运用了一种抗野值自适应Kalman滤波算法,来提高其测量精度。该算法用一个修正函数加权于自适应Kalman滤波方程的新息上,根据新息的方差和均值变化自适应调整修正权值,从而保持序列原有性质。通过对输出信号的算法验证,表明该算法能够有效在线去除野值,防止滤波发散,在提高MEMS加速度计测量精度上有一定的可行性。

本文对微结构上孔的形状和排列方式对压膜空气阻尼的影响进行了理论和模拟分析.理论研究表明对于不同厚度、不同排列方式下的孔单元阵列,若孔的总面积和孔单元面积均为常数,当孔数增加到某一值时有最小阻尼力,并用FEM工具ANSYS证明了该结论的正确性.结果还表明孔数对恒定尺寸微结构空气阻尼的影响随着结构厚度和孔数的增加而变得更加明显.分析结果对比表明在同样的尺寸条件下,孔方形排列微结构的空气阻尼小于孔蜂窝式排列微结构的空气阻尼,该现象随着孔单元面积的增加变得越明显,但是随着孔单元接近微结构的边界,阻尼之间的差距减小.研究结果可以用在高精度MEMS器件如MEMS地震检波器、MEMS光开关和MEMS红外光传感器等的优化设计中去.

车载环境下由于微机械加速度计自身特点和受到车辆振动、电磁干扰等原因,其真实加速度信号往往受到严重的干扰,给数据分析带来很大困难.针对此种情况,结合对车载加速度计输出信号的分析假设了一种加速度信号,同时用真实的加速度计输出噪声作为干扰叠加在假设信号上,以信号的统计指标作为去噪效果的评价标准选择了合适的小波基,并据此对实际信号进行去噪处理证明小波去噪方法非常适合于此类受到严重干扰的测量信号的去噪处理,去噪效果良好,且计算分析简便.

提出设计一种使车祸伤员得到及时准确救助的自动呼救系统，它能够自动识别车祸并向webGIS监控中心发送事故信息。该系统的车载终端利用高抗冲击性的三轴MEMS加速度计，通过三向加速度合成算法和倾角测量对车辆的行驶状态进行监测，能在GPS盲区下进行车辆精确定位。车载终端一旦检测出车祸及类型，会由ARM自动触发求救，也可手动按钮求救。经模型车实验表明，系统能有效避免由于路面干扰引起的误报，并准确检测出碰撞和侧翻两种类型的车祸而实现自动呼救。