为提高谐振式微加速度计的灵敏度和精确度，设计了放大惯性力的柔性微杠杆机构，从理论上分析了微杠杆机构的不对称误差，设计了误差消除机构；经有限元仿真分析证明：所设计的机构能有效减小由不对称误差产生的横向力，有效地消除了放大机构不对称误差对谐振器的影响。分析了形状加工误差对加速度计性能的影响，为制作高灵敏度和高精确度加速度计提供了保障。

构建了一种可快速大面积测量光栅表面微结构的原子力显微镜（AFM）系统,研究了不同扫描模式下扫描速度对测量结果的影响。分别测量了微悬臂探针在恒高模式与恒力模式下的频谱,获得了这两种模式下微悬臂探针的有效带宽。基于恒高模式与恒力模式,在不同扫描速度下分别测量了光栅微结构表面上的一条直线与一个圆周,进而分析了扫描速度对测量结果的影响。基于该AFM系统,采用恒高模式下不失真扫描速度对光栅微结构表面进行了快速、大面积三维形貌测量实验。实验结果表明：测量光栅微结构表面上直径为4.0mm的圆形区域所用时间仅为40s。当扫描速度不超过微悬臂探针有效带宽所对应的速度时,所构建的AFM系统可无失真地实现微结构表面的快速、大面积测量。

基于谐振式加速度计的工作原理和结构特点,设计了一种新型微加速度计谐振器,用解析法和有限元法计算了谐振器的横向驱动力以及其处于谐振状态时的检测电容值。综合粘性阻尼、运动阻尼和气膜阻尼,分析了谐振器在大气环境下的阻尼和品质因子。应用MEMS（microelectromechanical system）工艺,完成了微加速度计谐振器的制作。测试结果表明：谐振器性能良好,谐振频率为54523.5 Hz,与设计的理论值误差约为13.6%。

为设计制作高灵敏度、高稳定性的谐振式微加速度计,基于微制作工艺,采用柔性铰链机构和双端固定音叉谐振器设计了微加速度计结构;分别用解析法和有限元方法分析了加速度计的理论灵敏度,同时进行了谐振器结构优化设计;根据检测原理设计制作了测试用电路板,给出了开环谐振频率测试结果以及闭环时加速度测试结果。测试结果表明所设计的谐振式加速度计工作稳定,灵敏度约为55.03Hz/g,分辨力约为182×10-6g。

设计谐振式微加速度计时，需要考虑一个最关键的问题是提高其灵敏度.放大质量块产生的惯性力是提高灵敏度的最有效方法.基于柔性铰链技术设计一种新型两级微杠杆放大机构，并建立了放大机构的力学和数学模型，在此基础上进行了解析法分析和参数优化设计；同时利用有限元分析方法对其进行了仿真计算.计算结果显示机构的放大倍数约为102倍.这一设计方案极大地提高了微加速度计的灵敏度.