提出一种双轴电容式微机械加速度计的结构形式．采用一个质量块敏感两个正交方向的加速度，设计的弹性支撑结构巧妙地实现了正交方向的解耦，且结构稳定性好，以梳齿电容实现差动的静电驱动、电容检测．利用MATLAB软件对敏感结构参数、性能参数进行了计算、分析，用ANSYS仿真软件对敏感结构进行了静态和模态分析，从理论上验证了所提出的双轴电容式微机械加速度计整体结构的可行性．

谐振式微机械加速度计直接输出频率信号,具有稳定性好、精度高的特点。分析了谐振式微机械加速度计的工作机理,建立了第一级敏感结构、杠杆机构和第二级敏感结构的数学模型,指出了实现高灵敏度加速度测量的关键技术在于支撑梁、质量块、谐振器和杠杆机构的设计。提出了一种谐振式微机械加速度计结构,进行了结构的优化设计和仿真计算,得出的性能指标：谐振频率98858Hz,Q值673.9,灵敏度24.52Hz/gn。

在科氏质量流量计测量系统设计中,提出一种数字式信号处理、解算的全新设计思路.采用高速并行模拟数字转换电路(A/D)将传感器输出的信号完整采样,借助数字信号处理芯片(DSP, Digital Signal Processor)强大运算能力对信号进行深入的分析与处理;利用信号处理方法对信号进行实时滤波处理并精确计算两路信号的相位差,进而解算出流体的质量流量和密度,辅以单片机和现场可编程器件(FPGA, Field Programmable Gate Array)实现系统的控制、显示与通讯;提出谐振电路的数字式闭环设计新思想,利用数字电路及其信号处理方法实现传统的闭环增益控制(AGC, Auto Gain Control).实验结果表明:该系统有效提高了测量系统的零点稳定性和测量精度.

科氏质量流量计（CMF,Coriolis Mass Flowmeter）全数字闭环系统,采用现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）和现代数字信号处理方法对CMF传感器进行稳定精确的闭环控制,实时性和精度较高.以高速并行器件FPGA为运算和控制核心,在相位控制中引入FIFO（First In First Out）组件,通过控制FIFO的读、写请求信号来改变时间差,实现对拾振和激励信号的相位差准确、稳定的控制;采用不连续和连续幅值控制相结合的非线性幅值控制方法,快速、准确地设定幅值,适应性强,实现对拾振信号幅值的良好控制,并控制拾振信号以稳定的幅值输出,提高CMF的测量精度和稳定性.实流标定对比实验结果表明：CMF数字闭环在零点稳定性、动态响应特性和重复性方面都优于模拟闭环,并在一定程度上提高了CMF的测量精度.

以直管式Coriolis质量流量计为例，从理论上研究了非线性对测量管振动特性的影响。建立了考虑非线性的测量管振动方程；用Galerkin法对振动方程进行了离散化处理，将连续体的偏微分方程简化为关于广义坐标的二自由度非线性振动方程；用多尺度法对离散化的振动方程进行定性理论分析，指出了非线性对测量管振动的影响，给出了非线性引起的附加振动成份。所得结论与有关文献给出的实验结果一致，对测量管的设计和输出信号处理具有理论指导意义。

针对新型的直管型和微弯管型科氏质量流量计（CMF）基频较高,满量程相位差微小的特点,提出一种以FFT算法为核心,由FPGA硬件逻辑及外围电路实现频率跟踪,通过调整DDS产生可变时钟实现AD采样频率闭环控制的CMF信号处理系统,以满足FFT算法整周期采样的条件,减小由于非整周期截断带来的频谱泄露对计算精度的影响,实现了实时准确的CMF输出信号的频率和相位差的解算。实验结果表明,该系统相位计算误差小于±0.1%,线性度良好,测量频率范围广,在新管型CMF的二次仪表中具有广阔的应用前景。

对新型全数字式科氏质量流量计频率输出信号采用数字一频率转换D／F（Digital to Frequency Conversion）方法实现．利用晶振和现场可编程门阵列FPGA（Field Program-mable Gate Arrays）与数字信号运算处理单元DSP（DigitalSignalProcessing）配合实现频率量输出。有效避免了传统的模拟式科氏质量流量计的电压一频率V／F（Voltageto Frequency Conversion）转换方法中存在的精度不高、温漂以及电路复杂等问题，而且也消除了由于频率刷新造成的输出频率非整周期对输出结果的影响．实验表明，该数字一频率转换方法具有较高的转换精度，实现了输出频率的整周期刷新，不存在V／F转换电路的温漂等问题．该电路简单，与数字电路实现无缝接口，对于数字系统的频率输出设计具有较高的参考价值．

基于科氏质量流量计的工作机理和实际工作情况下的信号频谱分析,提出了切实可行的相位差检测新方法.设计了改进的FIR数字滤波器,实现了对原始输出信号的实时滤波处理,有效地抑制了噪声的干扰,为科氏质量流量计的高精度测量提供了保证.同时该新方法提高了系统的动态品质.实验结果表明,所提出的方法和设计的信号处理系统具有实用价值.

为提高谐振式加速度计灵敏度、稳定性以及减小加速度计体积，本文提出一种结构新颖的谐振式硅微加速度计。采用一级微杠杆机构对质量块惯性力进行放大，通过一对差动布置的双端固支音叉谐振器的固有频率变化检测惯性力，从而实现对加速度的测量。该加速度计可采用体硅加工工艺，给出了总体工艺流程。采用解析和有限元分析方法对加速度计敏感元件进行了分析，有限元分析结果与解析分析结果相吻合，有限元分析可得加速度计灵敏度为57．4Hz／gn。分析结果表明该加速度计结构具有高灵敏度、高温度稳定性和小体积等优点。

针对某低频水平振动校准设备的激光干涉仪,利用NI公司的多功能采集卡,采集激光干涉仪的调制信号及与其同相位的电容式位移传感器的输出信号.根据激光干涉仪调制原理,提出一种时域解调调制信号的方法.根据调制信号条纹的时域特性和它被限幅的实际特点,利用labview软件实现了信号的解调,并将电容位移传感器信号作为参考信号,还原解调后信号的相位,从而得到振动台高精度的振动波形.实验证明,此方法对连续振动信号的解调效果良好,具有较好的重复性和稳定性,精度可达到激光干涉仪发射激光波长的四分之一.