生理性震颤是一种有节律不自主的身体运动。在显微操作中，由于操作精度和生理性震颤振幅相当，操作十分困难。基于主动式的震颤补偿系统原理简单、价格低廉，需要对震颤进行精确测量。本文基于惯性测量原理设计了一套震颤测试系统，对手臂震颤进行测量。震颤测试系统包括信号测量和信号处理两个部分。震颤信号采用无陀螺惯性测量单元进行测量，解决了光学测量实际应用难和MEMS陀螺仪精度低的问题。惯性测量单元采用9加速度计的配置方式，避免求解微分方程组。为了提高测量精度，角速度的解算采用积分—开方融合算法，解决了积分法求解角速度时误差累计的问题。捷联矩阵用来实现物理量的坐标系转换，捷联矩阵的求解采用四元数方法，易于在实时系统上实现。信号处理包括误差分析、震颤信号的提取和建模。对测量系统的误差源进行了分析，重点对系统性误差和随机性误差的频率特性进行了分析，使用Allan方差方法对随机误差进行了参数辨识，并使用一阶高斯—马尔科夫模型对随机误差进行建模。在对噪声和震颤信号进行频率特性分析的基础上，使用滤波方法对噪声进行消除，实现信噪分离。根据震颤信号与正弦信号相似的特性，使用傅里叶及其衍生算法对其进行了拟合，并使用自回归模型对震颤信号进行了前向预测。对加速度计在静态条件下进行了试验，使用Allan方差分析方法对输出信号进行了参数辨识；对加速度计在动态条件下进行了试验，验证了震颤信号提取方法的有效性；对惯性测量单元在动态下进行了试验，验证了其对目标轨迹的跟踪性能。基于惯性测量原理设计的震颤测试系统具有体积小、成本低的特点，可以作为主动式震颤补偿系统的信号输入端。对震颤信号的研究可以为其它类型抑震系统的开发、震颤发生机理的研究提供参考。