介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行调节,从而保证了声传感器输出信号的信噪比,通过实验验证和分析,证明此处理电路的可行性、实用性和优越性。

为了避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏，需要在结构中合理设计阻尼．设计了一个复合量程压阻式微加速度计，为了使结构中各个传感器具有较好的阻尼参数，通过静电键合在硅结构层下制作一玻璃层．根据Reynolds方程，可知当硅一玻璃静电键合间距d=2．25μm时，复合量程微加速度计中各个传感器可得到较好的阻尼比．

以压阻式微加速度计为研究对象，定量研究了环境温度对其灵敏度的影响。理论研究结果表明，压阻式微加速度计灵敏度的相对误差随着温度偏差绝对值的增大而增大；其中灵敏度误差在温度偏差为＋20℃时达到-4．943%，在温度偏差为-20℃时达到4．982％。设计了压阻式微加速度计压敏电阻的温度特性测试系统，测试结果表明，在温度偏差为＋20℃时，灵敏度误差为-4．303％，温度偏差为-20℃时，实验值为4．251％。理论计算值与实验测试值相吻合。

根据压阻传感原理设计了GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor,HEMT）器件与Si基悬臂梁-质量块结构集成的微加速度。通过ANSYS结构应力仿真,GaN基HEMT作为敏感单元置于微悬臂梁结构根部的应力最大处。同时对微加速度计的关键研制工艺进行了设计和研究,成功制备出具有力电耦合特性的传感结构。并且测试了微结构在静态0～10g的惯性测试,结果表明GaN基HEMT器件具备明显的力电耦合效应,该微加速度计的灵敏度为0.24 mA/g,线性度为12.4%,适合研制高灵敏度的微加速度计。

讨论单片集成加速度计陀螺的结构及其工作原理, 并对单结构加速度计陀螺的加速度信号和陀螺信号的分离进行了阐述. 在以往的微型惯性测量组合中, 加速度计和陀螺是分离的, 这样将产生较大的轴间耦合误差. 设计了双质量块振动系统, 利用一个敏感头同时测量加速度和陀螺信号. 在此基础上讨论了陀螺的驱动电路与信号检测电路.

设计了一种应用红外吸收光谱原理的红外CH4气体检测仪。该检测仪用红外热释电传感器作为敏感元件，以C8051F040单片机作为智能控制单元，实现了CH4体积分数的准确测量。介绍了气室的结构设计、微弱信号的放大和数据采集的设计。通过实验数据分析，该气体检测仪具有测量精度高、稳定性好、低功耗等优点，满足了实际情况的需要。

依据介观压阻效应原理,设计出一种以超晶格量子阱薄膜为敏感单元的高g值纳机电加速度计,期望利用超晶格量子阱薄膜的高灵敏特性,提高加速度计的灵敏度。结合GaAs基表面微机械加工工艺和控制孔技术完成了加速度计的加工。采用马歇特冲击的方法完成了加速度计的测试,并利用冲击响应谱分析了微加速度计在有外部冲击情况下的响应,研究结果表明：依据介观压阻效应原理和MEMS技术制作高g值纳机电加速度计具有可行性,从测试结果可以看出该微加速度计不但冲击响应信号与标准加速度计所测信号很接近,而且它们的响应一致性较好。

电容式陀螺仪是一种振动式陀螺仪,由于加工的特殊性使其具有了传统的陀螺无法比拟的优点,从而拓宽了其应用领域.为了提高陀螺仪的检测精度,本文提出了一种静电梳齿驱动、栅结构的电容式检测的微机械陀螺仪的设计方法,并分析了其工作原理.运用ANSYS软件对陀螺结构进行了仿真和模态分析,仿真结果与理论计算结果相接近.所设计的陀螺结构采用体硅标准工艺方法进行了设计,并对其进行了流片加工和封装,最终得到了电容式微机械陀螺仪.实验测试的结果表明,陀螺驱动模态的固有频率为4.06 kHz,灵敏度为0.027 9 V/（（°）s-1）.

微机电系统(MEMS)动态应力的瞬态特性决定了传统的应力测试系统无法直接满足它的测试需要。介绍了一种依据高频调制原理设计实现的基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统,该测试系统是一个典型的光—机—电集成的MEMS测试系统。利用此测试系统对硅微谐振器支撑梁根部的单点进行了动态应力测试,测试结果与理论分析相吻合。实验表明,此测试系统具有高精度、非接触式、无损伤等特点,能很好地满足MEMS动态应力测试的需求。

根据新型多路高低压微抛射系统的结构特点采用经典弹道理论建立了高低压发射方式的内外弹道数学模型从理论上对新型高低压微抛射系统的结构设计的合理性进行了数值分析。对高低压发射系统的膛压及弹丸发射初速进行了测试。试验结果表明所建立的多路高低压微抛射系统的分析方法和设计方法合理、可靠。