利用自然对流气体在密闭腔体中“摆”特性研制的微机械气流式水平姿态传感器的敏感质量是气体，质量近乎为零，因此该传感器不仅体积小、成本低，而且有响应时间短、能承受高过载等优点。其工作原理是有倾角输入时，倾角敏感元件内由热源引起稳定的温度场和流场发生不对称改变，引起两个对称热电阻丝阻值不同改变，由检测电桥输出与倾角成正比的电压信号。　　本文首先在分析自然对流的基础上，解释了气流式水平姿态传感器的工作原理;在分析了热敏电阻工作原理的基础上选用金属铂作为热敏电阻的材料并给出了气流式水平姿态传感器的结构和检测电路。　　其次，对二丝结构和三丝结构的气流式水平姿态传感器进行有限元计算，分别计算了敏感元件内的温度场，计算结果表明:三丝结构气流式水平姿态传感器在敏感倾角和热源温度方面的性能优于二丝结构。　　再次，提出了更加实用的在加热元件上加载功率的有限元计算方法，并利用FLUNET软件分别计算了在不同倾角、热源功率和环境温度下倾角敏感元件内的温度场，给出了优化热敏丝位置的途径和方法，为后期的传感器信号处理提供了理论依据。　　最后，以微机械气流式水平姿态敏感元件-MXA2312为基础，研究了传感器信号处理技术。根据传感器信号输出的特点，仅使用数字处理电路，利用5509A型DSP进行信号采集、数字滤波和软件补偿。实验结果表明:零位时传感器的倾角输出小于0.4°;工作温度范围从常温扩展到-25℃～+45℃;非线性度由≤3％降低到≤1.0835％;有效地提高了传感器的性能。