微型加速度传感器在人类生产生活的各个领域中具有广泛的应用前景。以压电薄膜加速度传感器为代表的压电加速度传感器具有微型化,寿命长,成本低,结构简单,测量范围大等特点,已成为工程研究的主流。特别是针对耐高温,高冲击等特殊环境测量的研究,具有重要的学术意义和应用价值。论文以特殊环境监测的应用需求为研究背景,针对耐高温、高冲击的应用要求,设定了基于氮化铝(AlN)压电薄膜的微型压电加速度传感器为研究目标,建立了压电薄膜加速度传感器的等效物理模型,开展了四悬臂梁-中心质量块结构和圆盘-中心质量块结构的理论研究,设计了圆盘式压电薄膜加速度传感器敏感结构器件;通过Comsol有限元仿真分析,分析了敏感结构的振动模态、动态响应、冲击响应、应力应变和耐高温应力特性;形成了以AlN压电薄膜制备技术为核心的工艺流程;完成了传感器敏感结构的MEMS工艺加工制备,通过对MEMS器件进行了材料表征、LDV测试、振动台测试、冲击加速度测试,对器件性能进行了分析和评价。论文的主要工作如下:(1)针对耐高温、高冲击、强磁等特殊环境的应用需求,总结了四种主流类型的MEMS加速度传感器的研究进展、发展方向,确定了满足研究需求的MEMS压电薄膜加速度传感器实施的技术方案。(2)基于耐高温和工艺兼容性的应用需求特点,确定了AlN压电薄膜作为耐高温的功能薄膜。基于抗冲击和小型化的应用需求特点,提出了四悬臂梁-中心质量块结构和圆盘-中心质量块结构的MEMS振动机械机构。(3)基于所提出的两种结构和集总参数模型,推导了弯矩方程,挠度方程,振动位移方程,固有频率方程,等效系统的运动方程和动态响应方程。利用AlN薄膜的压电方程,求解了激励响应输出,建立了机械-电学模型。(4)采用Comsol有限元仿真,分析了两种结构的振动模态,动态响应,冲击响应,应力应变,高温应力等特性;得到了输出性能和灵敏度。(5)基于耐高温和抗冲击的需求,综合考虑工艺难度和性能指标,确定了圆盘-中心质量块结构加工方案;完成了敏感结构的加工,讨论了加工工艺步骤和工艺参数。基于现有的敏感结构芯片,开展了尺寸参数、材料参数和基本电学参数的表征,研究了材料性能特点。(6)研究了耐高温、高冲击加速度传感器的性能测试和分析方法,开展了LDV测试,振动台测试,小型冲击台测试,耐高温和抗冲击测试;验证了设计和理论指标,分析了测试实验结果和问题原因。