介绍了球度误差测试系统的建立，该系统可完成球体的分度与转位，测量与评定，并对系统的误差进行了分析。

综述了原子力显微镜(AFM)在光盘质量检测中的应用.AFM能够在nm尺度上直接对光盘及其模板上的信息位几何结构的特征尺寸及其误差进行三维测量,从而可以建立生产工艺参数和信息位几何结构之间、信息位几何结构和盘片电气性能之间的关系,进而找出影响光盘质量的直接原因.用AFM进行光盘质量检测主要有三方面：盘片和模板表面的定性观测;信息位几何结构的半定量分析;信息位特征尺寸的统计分析.定性观测和半定量分析可以对盘片播放的高误差率、凹坑形态和块出错率、凸台形态及其表面粗糙度等参数进行有针对性的检测;而信息位特征尺寸的统计分析则可以对信息位几何结构的关键参数进行面向生产过程的统计分析.所得结论表明AFM在光盘质量检测过程中具有独特的优势.

在研究纳米级超精密机床的检测过程中,针对机床的加工要求,提出了纳米级大尺度超精密线位移误差的检测采用宏微线位移测量方法,并应用于超精密机床的检测.检测结果表明,该方法可以利用现有精密测量仪器满足检测超精密机床的要求.

采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了SOI技术高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片；通过动力学分析和有限元模拟，研制出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构；通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处，研制出量程为±2000g、过载能力为30倍满量程的高过载梁膜结合压阻式加速度计．加速度计具有较高的测量灵敏度和精度，满量程输出为126．97mV／2V，静态精度为0．86％FS．

在微力微位移装置中采用闭环控制压电作动器实现微位移进给和微力加载，设计了加载机构，建立加载机构的压电作动器输入电压、加载装置输位移和输出力之间的关系。通过电容测位移仪检测输出位移，实验得到加载系统刚度，根据压电作动器输入电压、加载装置刚度，计算出加载力大小。该方法为微机械力学性能测试仪打下了基础。

针对微机电系统微执行器输出位移小,不能满足实际工作需要的问题,设计了一种微型柔性杠杆位移放大机构,并用有限元方法对放大倍数及影响因素进行了分析.该机构不含任何旋转部件,利用单晶硅微梁的弹性变形来实现微位移的放大,采用深层反应离子刻蚀技术将整个机构制作在硅隔离衬底上,并把它置于40%的HF溶液中使其成功释放.对集成加工在同一衬底上的电热微执行器进行了性能测试,测试结果表明,在没有优化的条件下,加工的两级微型杠杆机构在14 V工作电压下的放大倍数为18.9倍,输出位移达到36 μm,测试结果与仿真结果相吻合.

在介绍悬臂梁法测量微构件弹性模量原理的基础上分析了测量和评价过程的主要不确定因素将模糊数学方法引入弹性模量的评价过程.在常规模型中给予有关参数一定的变动范围以隶属函数表示其取值分布情况建立了基于模糊集的评价模型.其中悬臂梁试件的刚度系数由载荷-有效挠度曲线经模糊加权线性回归拟合获得其几何尺寸考虑为正态分布模糊数利用水平截集概念转化为普通集规划问题求解.对单晶硅(100)悬臂梁试件的实验数据进行了计算得到不同置信水平下的弹性模量评价区间.研究结果表明带有模糊参数的弹性模量评价模型能适当吸收一些不确定因素同时由于考虑了测量中多种因素的影响评价结果与实际情况符合较好因此更具有参考价值.

根据常见测量对象的几何特征及光切法三维轮廓测量特点,设计了两种测量系统结构方案,并重点介绍了四轴卧式系统四种扫描测量策略及其数据合成方法,最后给出了实物测量结果.

对微构件力学性能测试的微力微位移装置的重要组成部分--大位移高分辨率加载机构进行了研究.根据微力微位移装置的要求,提出了一种通过结构变形进行加载的整体式两级加载机构,该机构的第一和第二级分别通过压电陶瓷驱动器和直线电机进行加载,输出位移通过电容测微仪检测.加载机构的第一级是一个位移放大机构,采用柔性铰链连接的杠杆放大,第二级通过柔性杆进行输出位移的缩小.采用遗传算法优化设计了两级整体式结构,用有限元进行分析,并对加载机构的第一级进行了实验.有限元分析和实验结果表明,所设计的结构能够实现最大1 nm的输出位移,并在压电驱动器和直线电机的驱动下,获得小于10 nm的理论位移增量和纳米级位移分辨率.该机构还满足了最大加载力20 N的要求.该加载机构的研制成功解决了微力微位移装置的一个关键问题.

针对原子力显微镜(AFM)的线宽和轮廓的精确测量,对AFM探针的原位有效参数进行了定义和表征,提出使用AFM探针的原位有效参数对AFM的线宽测量结果进行修正的模型.采用有效半径和半内角表征AFM探针的复合形状,悬臂轴倾角表征探针的安装状态,设计了具有不同梯形截面的两个表征样板,通过对表征样板进行AFM和扫描电子显微镜(SEM)的比对测量获得了探针的原位有效参数.提出了在线宽测量中,当AFM的扫描轮廓线具有不同的斜度时分别采用的不同的修正公式.采用此公式和探针的原位参数对掩膜板的AFM线宽测量结果进行了修正.