采用微机电系统加工技术制作出一种结构新颖的微型电磁式振动能量采集器,它可以把周围环境中的振动能转换为电能。整个结构主要由圆形SmCo28永磁体、铜平面弹簧和双层线圈构成。采用UV-LIGA技术和电镀技术制作铜平面弹簧和双层线圈,并与永磁体一起组装成试验样机,其体积大约为200mm3。Ansys有限元仿真结果表明共振结构的一阶固有频率为129.3Hz。对组装好的电磁式振动能量采集器试验样机的初步测试表明：在加速度为3g（g=9.8m/s2）的外界输入冲击下,负载两端的交流电压峰峰值为32.5mV。

利用宏模型对MEMS系统进行系统级仿真是求解MEMS耦合问题的有效方法。对大规模系统方程通过矩阵子空间投影实现自由度缩聚来建立宏模型的方法得到了广泛应用。常用的Krylov子空间法只能对状态空间描述的一阶系统进行降阶处理。本文介绍了二阶Krylov子空间理论,运用Arnold i算法直接对大规模二阶系统进行自由度缩聚来生成宏模型。将此方法与有限元数值分析结合对电热驱动微夹钳进行了宏建模。对电热微夹钳宏模型的仿真结果表明此方法建立的宏模型可以准确反应系统的动态行为,满足精度要求,同时极大地降低了计算复杂度,提高了计算速度。

微阀是微流控系统中起控制限流的重要组成器件.研究的微阀是一种基于微机械加工技术的无活动部件的单向被动阀,其利用通道表面张力的变化产生阻流作用,起到阀的作用.讨论了被动阀的工作机理,利用快速制备原型技术制作微阀,同时在玻璃表面制作憎水薄膜,将玻璃与PDMS基底贴合并施加一定的压力,即可实现微阀的简单封装.取去离子水进行测试,微阀可以成功的停住液流,最大可以产生1kPa的压力降.阀的操作模式试验表明,微阀适合于应用在低压、一次性使用的场合.

在应用林尼克结构干涉测量系统进行测量时,发现系统存在一个近似为二次曲面的测量误差。根据光学干涉系统的测量原理,分别对林尼克结构干涉测量系统的相移器误差、摄像机误差和光学系统误差进行了分析,确定光学系统误差是干涉测量系统的主要误差源,其中显微物镜焦点轴向误差是产生系统测量误差曲面的主要原因。以平面为实验测量样件,应用测量系统对参考光臂显微物镜的不同轴向位置进行了测量,通过分析测量结果验证了焦点轴向误差对系统测量误差的影响,并与理论结果进行了比较。

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。

针对大位移压电陶瓷驱动器，研究了压电陶瓷双晶片的驱动效能。基于压电陶瓷材料的逆压电效应，应用压电陶瓷双晶片在机械自由、电学短路状态下，一片加正向电压缩短另一片加反向电压伸长共同作用产生弯曲变形，通过组合设计将压电陶瓷双晶片的弯曲变形位移叠加起来，实现了压电陶瓷驱动器的大位移输出。在相同电压的条件下，此压电陶瓷驱动器的输出位移量比叠层驱动器有较大的增加，达200μm，结构尺寸也大大减小。该驱动器不需要位移放大机构，可直接应用于有大位移要求的机构驱动。

针对生物、化学和环境领域对集成化分析仪器的需求,提出了具有多通道同步检测功能的电化学分析仪设计与制造方案,详细介绍了仪器的主要组成部分：函数发生器、恒电位仪、电流检测模块和USB接口的具体设计。本文并对所研制多通道仪器进行了电化学实验性能测试。结果表明,所设计和研制的多通道电化学分析仪完全能够满足电化学实验中多通道分析测试的需求。

介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵。该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为泵膜。本文在对微泵制备工艺研究的基础上，对其性能进行了数值和实验研究。建立了基于扩张管／收缩管理论的无阀微泵的有限元模型。利用MFX-ANSYS／CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析。对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算，得到了优化参数。数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较，验证了仿真的正确性。

对三种典型的铝硅双金属驱动膜片结构进行了有限元分析，结果表明，铝硅双金属驱动膜片的结构参数与驱动膜片的弯曲变形方向，中心最大挠度和有效形变体积具有紧密的联系，通过不同的结构设计可以控制驱动膜片结构的弯曲变形方向，另外，通过结构参数优化，可使驱动膜片的中心最大挠度和有效形变体积达到最大值，驱动膜片的性能得到显著提高。

应用基于原子力显微镜与铁电分析仪联用的方法，在无顶电极的情况下，直接测试了PZT微阵列格点的电滞回线。结果表明，应用铁电分析仪与原子力显微镜联用的测试技术能够表征铁电电容的电滞回线，并且可以定性地评价薄膜微电容的铁电特性。