根據量子力學的隧道原理，當隧道針尖和對電極原子間的間距小到納米量級時，電極和針尖中的電子都有一定的幾率跨越隧道勢壘到達對方的，在電極偏壓的作用下，電子從隧道針尖到對電極的透射幾率加強；同時，抑制了電子從電極到隧道針尖的電子透射幾率。
原理
偏壓電極起始狀態下，隧尖與對應電極之間距離遠大約為１mｍ，沒有隧道電流產生，對系統加電後，在驅動力的作用下，隧尖與對應電極逐漸接近，此時驅動靜電力和彈性回復力都相應增大。當距離達到1mm左右的時候，有可檢測的隧道電流產生，隨著距離的縮小，隧道電流呈指數增長，在反饋控制電路的作用下，驅動電壓下降，靜電驅動力相應下降，最終與彈性回復力達到平衡，此時系統處在閉環工作狀態下。當有正向外界加速度使隧道間距縮小時，靜電力迅速減小而彈性力基本不變，產生向上的回覆力，將質量塊拉回平衡位置，從而使質量塊位置基本保持不動，當有負向外界加速度使隧道間距增大時，靜電力朝相反方向變化，同樣使質量塊位置基本保持不動，通過反饋控制電壓的大小即可讀出外界加速度的大小。
偏壓電極在隧道式加速度計中，有三個引出電極，反饋電極、偏置電極和隧道針尖對電極，分別對應於反饋端、偏置電壓端和隧道電流輸出端，反饋端和偏置電壓端是共地的，其所共的地是隧道電流端，隧道電流端的電壓大小是在隧道式加速度計中，有三個引出電極，反饋電極、偏置電極和隧道針尖對電極，分別對應於反饋端、偏置電壓端和隧道電流輸出端，反饋端和偏置電壓端是共地的，其所共的地是隧道電流端，隧道電流端的電壓大小是由外接電路確定的，一般是將隧道電流經大電阻轉換位mV級的電壓，再進行後續的處理。在電路圖中，因表頭的封裝形式還未定，故用三個連線點表示。
2FK：2代表封裝殼的2引腳，電氣特性為反饋端；
3PZ：3代表封裝殼的3引腳，電氣特性為偏置電壓端；
4TC：4代表封裝殼的4引腳，電氣特性為隧道電流端。
I-V轉換電路
因隧道電流的噪聲本身所具有的1/f噪聲和其它噪聲，使隧道電流輸出端的電壓值本身存在mV級的噪聲非常大的電壓，以此作為反饋端和偏置端的參考地，勢必影響整個隧道式加速度計的檢測精度。故在本設計中，要儘量降低參考地的噪聲和外界干擾。可利用運算放大器的虛短原理來實現，故前級放大電路設計成如圖5形式。
偏壓電極通過反饋電阻R8將隧道電流轉換為隧道電壓。C10起緩衝輸出的作用，C10和R8相併為高通濾波，其濾波頻率為，所有高通頻率的疊加為所需要的波形，C10的大小決定信號的靈敏度。通過選擇較大容值的C10可濾除極低頻的噪聲。同時，也對運放提出了較高的要求，要求偏置電流要小、噪聲要低，故選用LTC6078AMS8,此運放的偏置電流和偏置電壓都較小。
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