通过对MEMS电容式加速度计的差分电容检测电路优缺点的比较，结合直流充放电检测方法和交流测量方法的优点，设计了微分检测电路，用方波作为载波。该电路由方波信号发生器、微分电路、全波整流电路和滤波电路组成。经试验验证：可检测到10^-16F的差分电容，且其非线性度小于±1％FS，可作为MEMS电容式加速度计的后续处理电路。

阐述了采用静电力自动调整微机械(MEMS)电容式加速度计零点的基本原理,设计了数字电位器MAX4502与单片机接口的自动校零电路,并给出了自动校零的程序流程图.实验表明:零点可以伺服稳定在30μV以内,调零快、调零效果较好.

介绍了用于中间弹道测试的电容式抗高过载低量程加速度计设计原理、动态标定方法，限位器结构的设计。实验表明，此传感器不仅能承受膛内纵、横向加速度、高压力、高频振动、抗高温，又能满足中间弹道低量程高灵敏度的要求。

设计了一种新型结构的体硅工艺梳齿电容式加速度计，该设计采用2个检测质量块，分别检测水平方向和垂直方向的加速度。x，y水平方向不对称梳齿的设计，消除了z轴对水平轴向加速度的干扰，同时z轴支撑梁的设计，解决了水平轴向对z轴的干扰。电容的差分结构有利于提高加速度计的检测性能。用Ansys仿真软件对敏感结构进行静态和模态分析，理论上验证了所提出的三轴电容式加速度计整体结构的可行性。

介绍了一种新型基于滑膜阻尼的电容式微机械加速度计。该加速度计根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小,保证了输出电压与加速度之间的线性度。对加速度计进行了结构设计和分析。给出了加速度计的制作工艺流程,研究了解决深反应离子刻蚀过程中的过刻蚀现象的方法。初步测试结果表明,该加速度计的灵敏度比较理想,谐振频率与理论计算相吻合。

基于滑流修正的气体压膜雷诺方程,分析了矩形截面电容式微加速度计的敏感质量块在轴向运动中受到的气膜阻尼;指出了质量块受到的气膜阻尼力不仅与尺寸和速度有关,还与动量协调系数有关;得到了阻尼力和阻尼系数的简化解析解.

针对实验室的差分电容变化量为fF量级、频带宽度为0-20kHz的电容式加速度计,设计了一种可以有效减少噪声、失调电压和寄生电容影响的读出电路。该电路由开关电容积分电路、低噪声运放和单位增益采样保持电路组成。在0.5μm 2P3MCMOS工艺下完成该电路设计,通过仿真结果表明,该电路的输出电压与差分电容变化量成很好的线性关系,可以检测差分电容变化量达到fF量级。

分析了偏置电压对系统的影响，重点研究不同偏置电压设置对电容加速度计的影响，得到一系列变化曲线。最后指出偏置电压极性为正一负设置时，加速度计承受冲击的能力最强。

基于微机械工艺制作的加速度计,广泛采用差动结构电容变化来反映被测量的方向和大小。近年来针对该需求研制了检测微小电容变化的电路。采用基于FPGA实现的数字式电容检测系统,具有高精度和稳定度,对寄生电阻、电容不敏感,并直接采用数字接口输出。它检测电容变化范围为±2pF,电容检测分辨率可达到0.115fF。将系统连接到灵敏度为1.056pF/g的加速度计后,可以测量的加速度分辨率为0.107mg,对应的动态范围为4.0×104。

高Q值MEMS电容式加速度计因具有很小的机械噪声，满足于高精度测量的需要，但欠阻尼的传感器系统动态性能较差，因此需要在闭环检测电路中通过补偿反馈模块施加电学阻尼，以降低系统Q值，改善系统的动态响应。首先通过MATLAB／SIMULINK仿真建立了带有延时的系统模型，进一步结合实际PCB板的测量，分析了不同反馈补偿参数下的阶跃响应和幅频响应曲线。实验结果表明，合适的反馈补偿参数能有效地降低系统Q值，改善动态响应。最后得出了该电容式加速度计在闭环系统下的较优比例微分参数的选择策略。