介绍了驻极体电容式传声器的工作原理,针对声传感器输出的微弱声信号,及传感器接收的信号幅度强弱相差较大的情况,设计了基于自动增益控制的声信号处理电路;该自动增益控制法使放大电路的增益能够根据输入信号的大小在较大的范围内进行调节,从而保证了声传感器输出信号的信噪比,通过实验验证和分析,证明此处理电路的可行性、实用性和优越性。

为了避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏，需要在结构中合理设计阻尼．设计了一个复合量程压阻式微加速度计，为了使结构中各个传感器具有较好的阻尼参数，通过静电键合在硅结构层下制作一玻璃层．根据Reynolds方程，可知当硅一玻璃静电键合间距d=2．25μm时，复合量程微加速度计中各个传感器可得到较好的阻尼比．

以压阻式微加速度计为研究对象，定量研究了环境温度对其灵敏度的影响。理论研究结果表明，压阻式微加速度计灵敏度的相对误差随着温度偏差绝对值的增大而增大；其中灵敏度误差在温度偏差为＋20℃时达到-4．943%，在温度偏差为-20℃时达到4．982％。设计了压阻式微加速度计压敏电阻的温度特性测试系统，测试结果表明，在温度偏差为＋20℃时，灵敏度误差为-4．303％，温度偏差为-20℃时，实验值为4．251％。理论计算值与实验测试值相吻合。

根据压阻传感原理设计了GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor,HEMT）器件与Si基悬臂梁-质量块结构集成的微加速度。通过ANSYS结构应力仿真,GaN基HEMT作为敏感单元置于微悬臂梁结构根部的应力最大处。同时对微加速度计的关键研制工艺进行了设计和研究,成功制备出具有力电耦合特性的传感结构。并且测试了微结构在静态0～10g的惯性测试,结果表明GaN基HEMT器件具备明显的力电耦合效应,该微加速度计的灵敏度为0.24 mA/g,线性度为12.4%,适合研制高灵敏度的微加速度计。

介绍了一种新型的基于压阻效应的硅微仿生矢量水听器,详细叙述了该矢量水听器的结构设计方法,利用有限元软件ANSYS对矢量水听器结构进行了模态分析,采用振动台标定与低频校准装置测试相结合的方法对水听器进行测试,并给出了检测单元的加速度频响特性曲线和声压灵敏度曲线,以及矢量水听器在水下测试的接收灵敏度曲线和指向性图的测试结果。通过此实验方法,不仅验证了该矢量水听器设计的合理性,而且验证了它适用于低频检测,应用于水声探测具有一定的可行性。实验证明,该矢量水听器的接收灵敏度在500Hz时达到-189.6dB（0dB=1V/μPa）,并具有良好的“8”字形的指向性。

利用金属-半导体结型场效应晶体管（MESFET）作为微加速度计的敏感单元,设计一种4梁-质量块微加速度计结构.通过ANSYS分析软件进行仿真,敏感单位放置于悬臂梁根部的应力最大处,以获得最大的灵敏度.将封装好的微加速度计结构,利用惠斯通电桥测试电路,检测不同载荷下的输出特性,验证了微加速度计的力电耦合效应.测试结果表明,该微加速度计的线性度较好,其最大加载范围可达到24 g,且饱和区的灵敏度可达到4.5 mV/g,为高灵敏微传感器的研究奠定了一定的基础.

在硅微机械加工中,封装加工是非常重要的一个过程,对微机械器件实现真空封装后可以极大的提高它的灵敏度等各项技术指标,但目前国内对微机械传感器真空封装技术不成熟.本文主要讲述对陀螺采用玻璃封装时,用于封装的玻璃罩子的加工过程以及玻璃罩子在整个结构中所起的作用,同时叙述了玻璃罩子与微机械结构的键合过程.

在介绍微型惯性测量装置工作原理的基础上详细阐述了系统件的软硬实现过程并通过转台试验验证了利用其进行导航计算的正确性和有效性.

为了进一步提高传感器的灵敏度，提出了利用GaAs半导体材料来突破硅的极限，阐明了GaAs材料的优越特性和发展GaAs基MEMS的必要性。概述了GaAs微机械加工的刻蚀技术、体微机械加工技术和表面微机械加工技术的特点，对相应的GaAs微机械加工工艺进行了举例分析，并介绍了国内首次制作的GaAs基MEMS微结构，为GaAs MEMS的进一步发展奠定了基础。

根据新型多路高低压微抛射系统的结构特点采用经典弹道理论建立了高低压发射方式的内外弹道数学模型从理论上对新型高低压微抛射系统的结构设计的合理性进行了数值分析。对高低压发射系统的膛压及弹丸发射初速进行了测试。试验结果表明所建立的多路高低压微抛射系统的分析方法和设计方法合理、可靠。