设计出1种能够模拟基于单晶硅材料微机电器件侧面摩擦副摩擦磨损状况的试验机，有效模拟可动MEMS器件摩擦副之间磨损的真实状况，介绍了试验机测试机构的工作原理并从理论计算及有限元模拟分析2方面对其结构模态进行分析，在超净间内（千级、室温、相对湿度RH约50％），利用光学显微镜、CCD图像采集系统及计算机对梳齿驱动器的谐振频率及摩擦副的动态摩擦系数进行了测试．结果表明：采用所研制的试验机测得的谐振频率为5600，与理论计算及模拟分析的结果（5590和5641）非常接近；摩擦副的动态摩擦系数在0．24～0．35之间；动态摩擦系数随着施加在摩擦副上的正压力变化而变化．

为有效模拟基于单晶硅材料的微机电器件摩擦副的摩擦磨损状况，设计了一种分离式片上微摩擦测试机构。该测试机构利用微机电系统体硅工艺及键合技术，把加载机构、测试机构、摩擦副以及力传感器集成在一个单一的硅片上。对该机构的测试结果表明：摩擦副之间的静摩擦因数约为0．9，动态摩擦因数随着施加在摩擦副上正压力的变化而变化。

为比较真实地模拟可动微机电器件侧面问的摩擦磨损状况，进而研究MEMS器件的摩擦磨损规律，设计和研制了一种基于单晶硅材料的微摩擦试验模块，利用微机械体硅工艺及键合技术，将摩擦磨损测试单元、加载单元以及微力传感元件集成在单一的芯片上。最后，在大气环境下借助数字光学显微镜和图像处理技术对该试验模块的静、动态摩擦因数及磨损状况进行了测试。试验结果表明：随着正压力的增加，该摩擦副的摩擦因数相应减小，在较长时间的摩擦过程中磨粒表面出现了比较严重的氧化现象。

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.

为解决梳齿驱动器中理想计算模型误差较大的问题,利用平板电容理论及微积分方法,对制作工艺及边缘效应的影响进行了分析,并建立相应的计算模型.在此基础上,以加工完毕的梳齿驱动器为研究目标,得到其电容在理想条件下、考虑制造工艺误差及边缘效应条件下的计算结果分别为1.267 3 pF和1.440 3 pF.两者与利用高精度LCR测试仪测量所得电容1.517 2 pF之间的相对误差分别为16.47%和5.07%.实验结果表明,考虑制造工艺误差及边缘效应时计算结果的精度远远高于理想条件下计算结果的精度,证明了该理论模型的正确性.

为了能够比较真实地模拟微机电器件侧面摩擦副之间的摩擦磨损状况，进而对MEMS器件的摩擦学规律进行研究，设计了一种基于单晶硅材料的片上微摩擦测试机构。利用微机械体硅工艺及键合技术，把系统中的测试机构、加载机构以及力传感器集成在一个单一的芯片上。对结构的临界驱动电压、静态摩擦力及正压力进行了理论推导。最后，在显微镜下对该机构的静态摩擦因数进行了测试。测试结果表明：随着施加在摩擦副上的正压力的增加，摩擦因数相应减小。

基于谐振敏感原理，设计了硅微谐振陀螺，它具有直接的准数字式频率输出、高灵敏度、参数设计灵活等优点，其结构包括质量块、悬臂梁、杠杆放大机构、双端固支音叉（DETF）、激励和检测梳齿。内外质量块结构和杠杆机构特殊设计可以实现结构解耦；质量块外置、杠杆放大结构及双DETF结构可以改善结构灵敏度。模态分析和谐响应通过ANSYS进行，公式运算和参数优化通过MATLAB实现。从仿真结果可以看出，陀螺的灵敏度值为75mHz／（deg／s），且实现了自解耦。