微机电(MEMS)惯性开关是对加速度的变化敏感并提供开关闭合动作的MEMS执行器,也称阈值开关、加速度开关或者g值开关。MEMS惯性开关不但体积小、响应快、能够捕捉微弱的信号而且很容易和外接电路融合,尤其适用于弹药的特殊环境。引信用MEMS惯性开关要求具有较强的抗过载性能、通用性、万向性等特殊要求,普通开关难以满足要求,且开关在工作过程中受多物理场耦合作用,其工作机理复杂,相关的设计理论不能满足需求,严重制约了MEMS惯性开关在引信中的应用。本文深入研究开关系统的静电力场、弹性力场、惯性力场、阻尼力场等多种物理场及耦合的基本问题,设计了两种MEMS惯性开关,分别满足引信的通用性和万向性需求。分析悬臂梁式的MEMS惯性开关在弹性力场与静电场耦合作用下出现的吸合效应,并求解出吸合电压；分析静电力作用下悬臂梁系统的有效弹性系数减小的负弹簧效应。提出计算静电驱动悬臂梁结构变形的三种方法,等效刚度法、模态叠加法和有限元反馈法,分别应用等效刚度法和有限元反馈法求解静电力作用下悬臂梁的变形特性,并比较三种方法的优缺点和适用性；建立了惯性力、静电力和阻尼力耦合作用下悬臂梁开关的动态模型。引入表征流体性能的雷诺方程,建立了悬臂梁的流-固耦合的挤压膜阻模型,推导出了在静电力、惯性力耦合作用时,悬臂梁压膜阻尼系数的计算公式。针对引信用惯性开关的通用性要求,设计了一种具有阈值可调功能的悬臂梁开关,该开关能够通过调节偏置电压以调节加速度阈值。基于静电驱动原理,推导出开关加速度阈值和偏置电压的关系；建立多物理场耦合下开关的系统级模型,对开关的准静态特性和动态特性进行系统级分析,研究可变阈值开关的基本性能。以500g为一档,调节加速度阈值范围为：500g～2500g,开关响应时间小于载荷持续时间的10%,开关接触时间大于300μs。针对引信用惯性开关万向性的要求,提出了一种多弹性支撑的环形分布式万向惯性开关。建立了开关的动力学控制方程；对开关进行静态特性分析,基于能量法中的卡式定律和胡克定律,推导出S型悬臂梁刚度的计算公式并进行有限元仿真验证,结果表明理论推导计算值和有限元仿真值的相对误差小于3%,S型折叠悬臂梁的理论公式推导正确；对开关进行动态特性分析,研究多弹性支撑的环形万向惯性开关的基本性能。开关在700g加速度阈值作用下,响应时间为0.12ms,两电极接触时间为35μs。介绍了多弹性支撑环形分布式MEMS万向惯性开关的加工工艺流程,研究了开关的检测技术；应用相移显微干涉法测量开关尺寸,通过尺寸检测得出悬臂梁的线宽误差分布及开关中可动电极和固定电极的间隙尺寸的加工误差范围,分析了尺寸误差对阈值加速度的影响；设计了一种冲击台试验用以测试开关的加速度阈值,该冲击台能够通过增加缓冲垫达到增加加速度脉冲宽度的目的；对开关进行了马歇特落锤实验,结果表明30000g加速度的高过载条件下,开关没有发生形变和断裂现象,仍然能保持良好的工作性能。