硅微谐振式加速度计是一种具有潜在高性能的MEMS加速度计,在军用领域和民用领域都有广阔的应用前景,但是温度变化会严重影响硅微谐振式加速度计的性能,解决硅微谐振式加速度计温度适应性问题有助于该技术的实用化。本文在硅微谐振式加速度计现有结构基础上设计基于温敏结构的温度补偿方法,主要内容有:(1)从机械结构、闭环驱动电路和测频电路三个方面说明硅微谐振式加速度计的基本组成和工作原理。(2)利用公式推导分析温度变化对力谐振器谐振频率、杠杆放大倍数、支撑梁弹性刚度、噪声和品质因数的影响机理。在温度对力谐振器谐振频率影响机理基础上得出温度与加速度计零偏的关系,在温度对杠杆放大倍数和支撑梁弹性刚度影响机理基础上得出温度与加速度计标度因数的关系。(3)设计一种基于温度谐振器的芯片级温敏结构,确定温度谐振器的形式、基频、尺寸以及布局。利用Ansys软件对温度谐振器进行相关仿真分析,包括模态分析、静力分析、冲击响应分析和谐响应分析,验证温敏结构设计的可行性。(4)对带温敏结构的加速度计样机进行不同环境的温度实验,包括全温实验、常温实验、恒温实验和变温实验。采用最小二乘法模型和神经网络模型对全温实验测试数据建立拟合模型,以拟合模型为基础对全温实验、常温实验和恒温实验的测试数据进行补偿,以零偏稳定性、标度因数稳定性和全温变化量为标准衡量补偿结果,结果表明最小二乘法模型和神经网络模型都能有效增强硅微谐振式加速度计的温度适应性,但最小二乘法模型比神经网络模型更为有效。对不同温变率下加速度计零偏输出值与温度谐振器测温值和铂电阻测温值进行相关性分析,温度谐振器测温值与加速度计零偏的相关性系数大于铂电阻测温值与加速度计测试数据相关性系数,表明温度谐振器比电路中的铂电阻更能精确反映加速度计封装管壳内的温度。