将基于MEMS传感器的集成化、微型化和数字化的采集系统应用在石油、煤矿勘探当中，以提高探测的深度和精度，一直是国内外相关领域研究的热点问题之一。在国家863微机电系统重大专项课题“石油勘探MEMS加速度传感器制造与实用化研究”(课题编号：2004AA404210)的研究背景下，本文根据石油勘探MEMS传感器的特点，研制出了一套高速采集、快速处理的数据采集系统，解决了石油勘探中传感器输出信号信噪比低、谐波失真大、灵敏度低、频谱特性差，不具备数字采集等问题。 通过对MEMS加速度传感器的特点研究，研制了针对差动电容传感器的信号提取电路。文章给出了电路的具体设计，并分析求解，得到了输出电压与电容变化的线性关系。系统以DSP处理器用作数据采集和信号处理，ARM处理器作为主控单元，构建了双CPU数字处理系统。采用RS485与CAN总线构建了高实时性和准确性通信网络，完成数据采集。通过采用高隔离度的DC-DC电源和低噪低漂移运放，使用光电隔离和滤波器等设计，采集装置具有了很强的抗干扰特性。 为提高系统在低信噪比环境下的信号检测性能，在对比几种信号检测方法后，文章采用基于提升小波降噪的数字信号处理方法。在分析了基小波的选取和阈值降噪的原理后，本文提出了一种采用均值与阈值相结合的改进方案，实验结果证明了方法的可行性。 软件设计中，本文完成了A／D、D／A、串行通信和双机通信等底层驱动功能，并在DSP中实现了基于小波降噪的信号处理程序。采用VC开发上位机调试软件，实现了参数设定、数据保存、波形和频谱实时显示等功能。 测试数据和油田勘探的实验结果证明，采集器的输出信号信噪比大幅提高、谐波失真小、灵敏度高，并且具有更好的频谱特性，在探测精度、深度、频率范围和可靠性等性能上，要大大优于老式检波器。