本课题研究的MEMS高g值加速度传感器,是一种可用于检测强烈振动与大冲击信号的装置,广泛应用于航天、军事技术以及科学实验,是在现代武器实验和探测控制技术中所不能缺少的关键检测部件。本文经过理论分析计算、建模仿真调整以及样品标定试验,最终设计出的传感器量程满足了对50000g以内强振动和冲击信号的测量需求,具有高精度和高可靠性。首先,本课题针对加速度信号与电压信号转换的问题,提出了MEMS压阻式敏感芯体的技术方案。该方案的核心是根据半导体的压阻效应,选用性能优越的单晶硅材料设计建立四端全固支的压阻式梁岛结构,通过相应的制作工艺将该结构与力敏电阻元件电路相结合,完成MEMS压阻式敏感芯体的样件制作。利用该技术方案,敏感芯体实现了在0g～50000g加速度信号与电压信号的转换。其次,针对敏感芯体输出电压信号幅值小、温度输出存在漂移,以及测试信号存在高频干扰的问题,提出了专用调理补偿电路方案优化敏感芯体输出。该方案先通过恒流源供电的温度补偿电路,使传感器在-40℃～60℃环境下仍能稳定输出。随后通过放大电路将敏感芯体输出转化为0V～5V的标准输出电压信号。再通过有源低通滤波电路对高频干扰信号进行有效地抑制和衰减,实现0Hz～9000Hz通频带内不平度小于1d B,带外衰减大于45d B。设计核心元件全部选用国产元器件,实现了自主可控。再次,针对安装现场测试难的问题,提出了一套方便灵活的传感器动态信号测试系统的设计方案。该技术方案系统硬件设备功能主要包括:数据采集、数据无线发送与接收以及数据处理功能。软件部分包括:主程序和各子程序。上位机部分使用小波算法对采集的信号进行平滑和降噪的处理。利用该技术方案,成功实现了对传感器输出的动态参数采集、存储及数据的优化去噪处理等,满足了现场测试需求。最后,针对MEMS高g值加速度传感器参数可信度问题,提出了标定方法和试验系统方案,该方案制定了科学合理的标定方法,并采用标准化设备搭建了试验系统。利用该方案,传感器样件的各项性能参数都达到了预期效果,各项数据精确可信,可以满足实际使用需求。