阐述了电容式微机械静电伺服加速度计系统的基本结构和工作原理,详细分析并建立了在空间任一给定加速度a下加速度计的静态、动态和电模拟模型,指出敏感质量块各方向上的运动仅决定于该方向的加速度,由此建立各方向上的运动方程,并给出各参数的计算公式,为加速度计的设计和仿真奠定扎实基础.

测量范围上限设计一直是高gn值微惯性引信研制的一个难题,对差动电容式微加速度计各参数对量程的本质影响及其相互关系进行了研究,理论分析和计算机仿真结果表明按同一比例尽量减小封装间隙和电极面积,使得受限于临界偏压的外加偏压取值刚好能提供需要的量程,同时使用质量块减薄和打孔并用的方法来提高最大量程,所设计出的加速度计可具有70 gn以上量程.

良好稳定性和大量程设计一直是困扰微惯性加速度计研制的两个难题,文中对影响微加速度计稳定性的主要因素(外置偏压和横向加速度干扰)进行了详细分析,对加速度计各参数对量程的本质影响及其相互关系进行了研究,理论分析和计算机仿真结果表明根据给出的四梁中心悬臂结构,在典型结构参数下,惯性敏感单元可承受的最大横向加速度达2 000 g以上,采取质量块减薄和打孔并用的方法可以保证加速度计具有70g以上量程.