MEMS电容式加速度传感器具有灵敏度高、温度系数小、功耗和成本低等优点,已经在汽车、工业、消费电子、石油探测、导航等领域得到了十分广泛的应用,具有非常广阔的市场前景和研究潜力。本论文首先分析了不同检测电容结构对MEMS电容式传感器性能的影响。结果表明栅形电容结构的振子质量最大,空气阻尼力最小,有更小的机械噪声和更高电容灵敏度；梳齿电容结构的振子质量较小,有较大的机械噪声和小的电容灵敏度；而采用梳栅电容结构的特点居于两者之间,适合制作需要折衷考虑灵敏度和分辨率的传感器。据此,论文设计了一种电磁驱动增大检测电容的加速度传感器,并利用有限元软件ANSYS对传感器件的运动模态、静态灵敏度和抗冲击能力进行了模拟,结果表明在非敏感方向上支撑梁的刚度较大,对加速度信号的灵敏度较低,从而大大抑制了传感器的轴向交叉效应。同时传感器在敏感方向Y轴方向上的灵敏度为0.6478μm/g,器件能够抵挡1000g的加速度信号的冲击。论文还利用Matlab/Simulink软件对设计的加速度传感器进行了开环和闭环建模,分析了极板间距、边缘效应和空气阻尼对传感器响应的影响,确定了传感器极板间距的合理工作范围。研究表明极板间距的大小对位移响应量的影响并不大,刻蚀阻尼槽之后机械噪声得到大大降低,传感器的静态电容受电容边缘效应的影响较大,且阻尼槽对电容边缘效应有一定影响。因此,通过这种方法还可以确定传感器结构的其他参数,从而达到优化传感器性能的目的。通过对开环和闭环模型仿真,结果表明开环状态下传感器的线性可靠范围只有-2g-2g,经过闭环PID调节之后,传感器在-10g-10g范围内也能保持良好的线性。闭环状态下,传感器的谐振频率达到了1173 Hz,带宽频率也达到了2865 Hz。而且闭环实时系统的稳定性也得到很大提升,调节时间也仅需3ms。论文设计了加速度传感器的制作工艺,并初步制作了加速度传感器和测试器件,证明了传感器制作工艺的可行性,以及通过电磁力增加初始检测传感器电容的可行性。针对加速度传感器三维组合存在的安装误差,论文介绍了基于光对准的安装误差补偿方法,并举例验证了该方法的可行性。论文设计了电容式传感器的接口电路,并利用Multisim10.0软件对电路进行了模拟,并对其进行理论分析和说明,最后对设计的电路进行了实验验证。