论文综述了MEMS技术的发展概况,当前MEMS技术的发展趋势,针对高精度加速度计研究现状,通过总结比较当前各种类型的MEMS加速度传感器的工作原理、性能指标及发展状况,针对高精度加速度计需求,提出一种新型结构谐振梁式加速度计.论文对谐振加速度计的力学基础进行了系统的理论描述,归纳了双端固定边条件下,梁的固有频率及影响固有频率变化的三种情况.推导出了梁非线性类谐振振动的达芬方程,定义并给出了非线性因子的数学表达式和非线性因子计算的解析公式针对谐振式加速度计工作过程中的机电耦合问题,对谐振器的激励进行了理论描述,包括静电梳齿驱动和频率检测原理.在描述激励振动的基础上,对谐振测量原理作了分析.这些分析是设计谐振加速度计的必要基础之一.提出一种新型谐振式加速度计结构.这种结构的基本特点是把两个音叉设置到质量块的中心,采用四杠杆系统使质量块产生的惯性力得到有效放大.同时这种结构使材料的不均匀对加速度的影响降到最小.在杠杆增力与传力部分,提出了采用细颈结构来模拟铰链的功能,以降低应力损耗、提高力放大作用.提出了振梁谐振器简化模型—弹性振子模型.用这种模型可以非常方便地分析振梁谐振传感器.对给出的结果进行了一系列数值计算;同时对振幅对频率影响和惯性力对频率的影响也进行了数值分析.这些结果对振梁几何尺寸的设计有直接的指导作用.设计了高精度谐振式加速度传感器版图;在设计过程中总结出针对该项研究的整套工艺的版图设计规则,并已对外发布,被普遍采用;根据MEMS器件版图图形的复杂性,开发了参数化单元的版图设计方法,形成了参数化单元库;针对MEMS器件版图设计严重依赖加工工艺的特点,开发了基于工艺的版图设计规则检查(DRC)方法.研究并集成了与谐振式加速度计加工相关的MEMS关键工艺,包括:双面光刻工艺,深槽刻蚀工艺,硅/玻璃键合工艺和初次光刻的对准要求.在此基础上开发了针对谐振式加速度计的成套工艺.成功加工出完整的器件结构.安装调试了谐振式加速度计测试电路,包括驱动电路、电容检测电路、差频电路和低通滤波电路.实现了大气条件下的高精度加速度计测量,标度因子达到255.9Hz/g,测量精度达到17μ g/√Hz,非线性度优于0.09﹪.所制备的谐振梁式高精度加速度计主要指标性能达到或超过了国外同类器件水平.