着地震学研究的深入发展,旋转地震动测量成为地震学中的一个新领域。分析旋转运动不仅对分析地震反演、震中距等有极大的帮助,而且在工程应用领域也发挥着重要作用。观测完整的旋转分量离不开高精度的仪器,研发高灵敏度、高精度、宽频带、低成本的旋转地震计将会成为未来重点的研究方向。本文设计了一种电化学旋转地震计,它将电化学换能技术与射流陀螺仪相结合,从而优化了射流陀螺仪转换效率低和响应具有延后性的问题。因电化学换能器的工作特性,电化学旋转地震计还具有动态范围大、灵敏度高、低频性能好等优点,非常适合地震学的低频检测。本文研究并仿真分析了电化学旋转地震计的工作原理,设计了外接电路的整体方案并对地震计样机进行了性能测验。本文首先基于传统射流陀螺仪的结构及原理设计了电化学旋转地震计的机械结构,深入研究了其工作原理及噪声来源,推导了旋转地震计的数学模型,为地震计反应腔的仿真提供了理论依据。其次,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对电化学旋转地震计反应腔进行了二维结构的仿真分析,其中涉及到了电化学场模块和流体场模块的耦合,研究了电化学换能器及旋转地震计的工作过程及射流流速和外加角速度大小对输出信号的影响,从时域、频域和性能指标三个方面总结了电化学旋转地震计的仿真结果,结果证实了电化学旋转地震计的设计方案的可行性并对实验起到一定的指导作用。然后设计了电化学换能器的信号处理电路及电源电路,进一步改善了地震计的输出信号,提高了地震计的灵敏度及信噪比。最后,设计了旋转地震计样机的实验方案,在振动实验台上完成了相关实验,根据实验结果绘制了旋转地震计的输出响应曲线。与仿真结果对比,样机工作截止频率与仿真结果基本一致。实验结果显示,样机在0.1Hz时灵敏度达到118m V/°/s,信噪比约为43 d B和最小分辨率为2.2×10-3°/,达到设计目标。