加速度传感器是一种十分重要的力学量传感器,是惯性测量组合(IMU)系统的基础元件之一,随着现代科学技术(主要是MEMS 技术)的发展,加速度传感器出现了微型化、集成化的发展趋势。本文针对最基本、最典型的叉指式电容加速度传感器就其结构分析和读出电路设计两方面进行了详细分析,主要包括:结构尺寸对加速度传感器的影响,给出优化设计的方法,噪声在读出电路中的的考虑,设计了低噪声的接口电路。本文根据已有的加速度传感器模型,分析了加速度传感器敏感元件部分设计需要考虑的各个方面,并重点研究了电容加速度传感器的结构、工作原理、力学、电学特性等。利用有限元分析软件ANSYS 对加速度传感器敏感元件结构进行了计算机模拟。通过静力学分析、模态分析和谐响应分析得出了加速度传感器敏感元件结构尺寸对其位移量、谐振频率及模态振型的影响规律,为结构优化设计提供了理论参考。信号处理电路是加速度传感器设计要考虑的另一个重要方面,集成化要求信号处理电路和加速度传感器单片集成。本文设计了加速度传感器的接口电路,重点分析了噪声的影响和用2um 工艺设计了一低噪声运算放大器,同时系统应用开关电容技术,更好地抑制噪声和易于系统集成。依据本文给出的叉指式电容加速度结构和设计参数设计出的、用CMOS-MEMS工艺进行制造的加速度传感器最大量程可达70g,具有较强的抗横向加速度干扰能力,满足了大量程惯导加速度传感器工程化的基本要求,理论上可以实现其功能。本文对加速度传感器方面的研究为该传感器的研制奠定了一定的基础.