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微机电系统(MEMS)作为微/纳米技术的一个分支具有广阔的科研和应用前景，由于特征尺度达到微米级，表面力成为影响其性能的主要因素，对表面力的特性进行深入研究已是MEMS研究领域中的一个热点问题，而测量表面力随表面间距的变化过程是其中的一个关键技术。本课题以设计一种新型的表面力测试装置作为研究主题，选题具有理论研究意义和应用前景。
针对常用的表面力测试方法中存在的表面间的距离不可控及表面力传感器不易标定的问题，创新性地将加速度计中的偏心扭摆式结构引入到表面力测试中，提出了偏心扭摆式表面力测试装置的设计方案。论文研究围绕偏心扭摆式表面力传感器和表面力测试装置两方面展开。
偏心扭摆式表面力传感器是表面力测试装置的核心元件，通过研究不同的表面力测试原理，提出了以偏心扭摆式结构作为传感器的关键力敏感元件，并完成偏心扭摆式结构的设计以及表面力传感器的力一距离关系、加速度转换系数、量程及分辨率的理论推导。同时完成了偏心扭摆式表面力传感器的控制电路的设计。
根据表面力测试装置的设计方案，在完成传感器结构制造和电路制作以及探针制备的基础上搭建了偏心扭摆式表面力测试装置。为保证表面力测量质量，对偏心扭摆式表面力测试装置进行了包括MS3110芯片的调试、检测电路开/闭环性能测定实验、表面力传感器的标定实验等测试工作。
经过调试的偏心扭摆式表面力测试装置能够实现对表面间距的精确控制，并完成表面力传感器的标定。论文的研究为微机电系统中表面里的测量与分析提供了有效的技术手段，有助于表面力测试的进一步发展。