为解决温度、振动、摩擦力、空气流动等因素对微电机力矩测试精度影响大的问题，提出了利用非接触法对微牛·米级微电机输出力矩进行测试的测量方法。对自行研制的测试设备——微力矩测试仪的工作原理及测试精度进行了详细分析。用所提出的测试方法和设备对电磁式微电机的力矩特性进行了测量，测试结果表明：该测试方法测量精度高，能够满足微牛·米级微电机力矩特性测试的要求。

为满足电磁型平面微电机对定子绕组线圈的高深宽比及厚度要求,提出一种利用AZ4903光刻胶制作电磁平面微电机定子绕组的方法.通过反复摸索,得到了该光刻胶的较理想的转速胶膜厚度、前烘时间-温度的关系曲线及合适的曝光、显影时间.制作出了厚度为40 μm、 陡直度良好的定子绕组线圈.把利用该工艺制作的定子绕组和转子装配后形成了微电机,通过对该电机转速和输出力矩的测试结果表明,电机运转平稳、力矩波动小.

为了解决传统霍尔测速准确性和快速性相互制约的问题,以实现空间用飞轮转速的快速准确测量;分析了霍尔测速误差产生的主要原因,提出了一种改进的周期测速法（T测速法）,并给出了基于现场可编程门阵列（FPGA芯片）和硬件描述语言（VHDL）的实现办法;实验表明在同等精度的条件下,该方法速度反馈时间为传统方法的1/18,相对误差优于0.01%,实现了飞轮转速的快速准确测量。

提出了一种利用小波域Firm阈值滤波去除随机噪声的方法，以提高微型光谱仪的光谱采集精度。首先，采集2次光谱谱线，取均值作为待处理谱线；然后，计算出这两次谱线的噪声标准差取代传统小波去噪中的噪声标准差估计，运用通用阈值法确定上阈值。调整下阈值对待处理谱线进行小波Firm阈值滤波，并判断滤波后偏差是否在计算的噪声方差内。选用标准溶液以2种浓度做相对吸光度实验（标准值是A=0．3204），分别用传统10次平均方法和Firm阈值滤波法进行去噪。实验结果表明，提出的方法优于传统10次平均法，标准差从0．00796降低到了0．00697，提高了采集速度。在以光纤光谱仪为主体的微型生化分析仪样品检测过程中的应用表明：该方法提高了检测精度，减少了检测时间，提高效率4～5倍。

为了实现对微弱信号的光谱分析,采用Offner光学结构制作了高光通量高分辨率阿达玛光谱仪,并对光谱仪入射狭缝的类型选择进行分析。利用MEMS加工技术制作出阿达玛微硅片狭缝阵列,分析了入射狭缝的衍射现象,推导出衍射后的光强分布公式。采用Matlab软件对光强分布进行仿真,搭建了实验测量平台验证仿真结果。结果显示,在相同的条件下,阿达玛S15型狭缝阵列的光通量是阿达玛循环S15型狭缝阵列的1.45倍,推导得出的衍射光强分布公式正确,仿真方法准确,测试方法合理,表明阿达玛S型微硅片狭缝阵列适合本文设计的光谱仪。

研制出了一种采用微硅片对准技术和微硅片狭缝的新型微型分光光度计。采用MEMS工艺制造出了体积小、精度高的微硅片对准机构和微硅片狭缝，并且对其性能进行了分析和论证。同时对影响分光光度计线性度精度的样品池的光学特性进行了分析，推导出了透射光强与样品池的折射率、被探测介质的折射率关系式，并进一步分析因折射率引起光强的变化对吸光度的影响。实验结果表明，该微型分光光度计可以分辨出介质折射率相差0．01介质，同时参比介质的不同仅仅对A-C曲线产生平移，而对相关系数和斜率无任何影响，通过对实验数据的计算得到以空气和蒸馏水两种折射率的介质为参比时的系统相关系数都大于0．999，说明所研制的基于MEMS技术的微型分光光度计具有高度显著线性相关性。

本文提出了一种新的非接触式，高灵敏度微致动器同矩动态测试方法，以非接触测量代替接触测量，改间接测量为直接测量，最大限度地减少中间环节及测量影响因素，测量精度可提高一个数量级，测量规范可提高到10^-4-10^-7Nm，同时，设计了非接触，高灵敏度微致动器力矩动态测量仪，并对其中的两项关键技术－非接触微力制动和微力自动加载进行了论述，并给出了该仪器的实际测量结果。

针对全自动生化分析系统高精度、小型化需求，设计了一种新型的小型生化分析仪自动进样系统,采用小型直线步进电机，实现样品的自动提取,根据仪器的性能需求，给出进样系统的结构,通过对试验数据的分析得出系统的误差补偿曲线和校正方法,最后的试验结果表明，系统实现了预期的性能指标，可以满足实用化的需求。

研制了一种采用微硅片狭缝代替传统机械狭缝的微小型光纤光谱仪.采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并分析了微硅片狭缝的狭缝不平直度对微小型光纤光谱仪分辨率的影响,通过测试系统分辨率的实验,验证了采用微硅片狭缝的可行性.同时,对微小型光纤光谱仪的光谱带宽和像元分辨力进行了讨论,为波长的标定提供了一种理论依据.通过对采集的汞灯谱线的分析和MATLAB的精确计算,验证了所提出的通用波长-像元迭代公式的正确性,从而研制出了一种采用微硅片狭缝的半峰全宽为0.85 nm,波长标定精度小于0.2 nm,体积为50 mm×46 mm×14 mm的微小型光纤光谱仪.

为研究MEMS的微摩擦需设计一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器,尤其是能进行微机构摩擦力和正压力测试的大范围、高灵敏度的微摩擦检测装置.给出了一种基于光反射法的微摩擦测试仪的设计方法,介绍了该仪器的设计原理、测力传感器的结构设计、仪器的标定方法.硅测力传感器采用MEMS工艺制作,具有变形量大、线性度好、灵敏度高等优点.实验结果表明,该测试仪能满足微机电系统微摩擦测试的需要.