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°。

为了精确、高效地测量微机械加速度计的各项性能指标,并尽可能地降低地线干扰,系统采用DAQ-2213数据采集卡采集加速度计输出电压,使用多个独立电源及差模接法来降低地线干扰;温度敏感元件采用Pt100,电阻到电压变换电路采用三线制接法,选择PCI-（A）9114数据采集卡采集变换电路输出的电压值;采用Labview7.0接口函数实时显示加速度计输出电压和温度值,并输出有图表的Word文档。系统经过标定,输出电压精度为40μV,温度精度为0.277℃。实验表明,系统能实时测量微机械加速度计的输出电压和温度值,而采用独立电源和差模输入可有效减少各路信号之间的干扰。

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。

为了提高模拟力平衡式电容微机械加速度计的鲁棒性和分辨率，对系统的非线性进行了研究。通过分析系统的数学模型，认为力发生器的非线性会引人一个可变负刚度。在传统方案中，为保证加速度计满量程时总刚度大于0，预载电压要小于失稳预载的0．707，这就造成在加速度输入较小时其总刚度较大，从而影响其阈值以及小输入时的分辨率。为弥补传统方案中力矩器非线性对系统分辨力的影响，本文应用自适应理论，提出一种基于总刚度不变的变预载自适应调整方法来提高闭环系统的鲁棒性和分辨率。设计了一种基于DSP的数字式微机械加速度计并进行了试验。试验结果表明，采用自适应调整方案后，加速度计在0g附近的分辨率由43．2μg提高到11．3μg，1g附近的分辨率由36．4μg提高到12．1μg，这些数据验证了自适应调整方案对系统性能的改进。