磁性液体是一种兼具流动性和磁响应特性的新型功能材料。磁性液体加速度传感器的研究符合加速度传感器对于新材料的开发与利用这一发展方向。目前国内对于磁性液体加速度传感器的研究大部分集中于一维加速度传感器,对于多维加速度传感器的研究较为缺乏。在此基础上,本文提出两种分别基于磁性液体一阶浮力原理以及磁性液体二阶浮力原理的新型磁性液体二维加速度传感器模型。本文在理论方面,从磁性液体表面应力张量出发,推导了磁性液体一阶浮力原理计算公式;从圆柱形永磁体产生的磁场与无限薄通电螺线管所产生磁场等效出发,推导了磁性液体二阶浮力原理计算公式;在单个线圈及长直螺线管磁场计算的基础上,推导了均匀密绕多层扁平线圈电感计算公式:推导了磁性液体加速度传感器中惯性质量相对壳体运动时,线圈电感变化的计算公式;推导了一维及二维加速度输入时传感器的输出公式并分析了传感器静态输出特性;建立了磁性液体加速度传感器动态模型,推导了动态响应函数;分析了磁性液体加速度传感器安装磁屏蔽需满足的条件,对磁屏蔽的设计进行了讨论。本文在仿真方面,提出了磁性液体一阶浮力及二阶浮力仿真方法,并对不同参数下的一阶浮力及二阶浮力进行了仿真计算;对磁性液体加速度传感器模型的回复力及静态输出特性进行了仿真计算;对安装磁屏蔽前后的加速度传感器模型的磁场进行了仿真计算。本文在实验方面,研究了不同参数下磁性液体一阶浮力及二阶浮力大小;对线圈结构参数进行了设计;研究了信号源频率、惯性质量的参数、线圈间距、磁性液体的种类对磁性液体加速度传感器静态输出特性的影响;测量并分析了磁性液体加速度传感器的迟滞与重复性;对二维加速度下磁性液体加速度传感器测量的误差进行了实验研究;对传感器模型的动态特性进行了实验研究,并与仿真结果进行对比分析;对传感器模型安装磁屏蔽前后的性能变化进行了实验研究。在上述研究的基础上,得到如下创新性结论:(1)本文所给出的磁性液体一阶浮力仿真方法可较为简便地计算任意形状非导磁物体在磁性液体中所受到的一阶浮力大小,仿真结果与实验结果符合较好;(2)利用双重镜像法仿真计算所得的磁性液体二阶浮力大小在永磁体距离磁性液体边界较远处与实验结果符合较好;(3)不同基载液的磁性液体在饱和磁化强度、密度、相对磁化率及粘度方面均不同,对传感器模型的静态及动态性能均有较大影响;在静态特性方面采用机油基的加速度传感器模型在线性度及灵敏度方面优于水基及煤油基磁性液体,在动态特性方面,采用机油基磁性液体的加速度传感器模型拥有最小的超调量及振荡次数;(4)基于磁性液体一阶浮力原理的加速度传感器模型与基于磁性液体二阶浮力原理的加速度传感器模型在静态性能方面各有优缺点,一阶浮力传感器模型在线性度方面优于二阶浮力加速度传感器模型,但在灵敏度、迟滞与重复性方面不如二阶浮力传感器模型;而在动态特性方面两种加速度传感器模型较为接近;(5)基于磁性液体一阶浮力原理的加速度传感器模型在磁屏蔽设计时相较基于磁性液体二阶浮力原理的加速度传感器模型尺寸更小、成本更低。