针对当前MEMS常规陀螺不能满足高旋弹测姿的要求,课题组研制了一种可用于测量高旋弹角速率的微机械陀螺。该陀螺与常规陀螺不同,其主要利用弹体沿轴向的高速旋转作为陀螺的驱动部分。当弹体存在俯仰角速率或偏航角速率时就会产生哥氏力,质量块在哥氏力的作用下绕扭转梁作角振动运动,导致陀螺质量块与极板间的电容发生变化,通过检测电容的变化来实现对外部输入角速率的测量。通过测试发现前期所设计陀螺抗过载能力差、输出信号灵敏度较低,因此本文在前期设计的基础上对陀螺结构及检测电路进行优化,并对优化后陀螺的性能进行测试,本文所研究主要内容如下：(1)对陀螺的基本原理及输出特性进行分析。首先对陀螺的基本原理进行分析；然后根据其工作原理建立其动力学方程,并对其输出特性进行分析。(2)陀螺结构的优化设计,在了解陀螺的基本原理和输出特性后实现对陀螺结构的优化设计。首先分析了陀螺结构的结构选型及改进方向；然后分析了陀螺的相关力学参数以及各结构参数对陀螺输出的影响,确定陀螺的结构类型,并通过ANSYS软件进行仿真分析；最后对优化后陀螺的电学特性进行分析,验证优化后的可行性。(3)陀螺结构工艺及版图的设计,结合陀螺的结构及工艺要求设计相应的工艺流程,实现对陀螺的加工。首先分析了当前用于制造微机械陀螺的MEMS工艺；然后根据所设计结构及工艺条件对陀螺的加工流程及相应的版图进行设计。(4)陀螺检测电路的优化及性能测试。首先介绍了陀螺的接口电路,分析其可优化方向；然后结合对电路的测试实现对陀螺检测电路的优化；最后基于优化后的检测电路对陀螺的性能进行测试。通过测试可得,驱动角速率为500r/min时,优化后陀螺的灵敏度为4.33mv/°/s,非线性度为0.11%,分辨率可达0.1°/s；驱动角速率为1000r/min时,陀螺灵敏度为6.69mv/°/s,非线性度为0.4%,分辨率可达0.1°／s。