反射差分光谱仪是一种测量灵敏度和精度较高的研究表面／界面的新型分析仪器，但微弱的反射差分信号易受到各种噪声的干扰．作者利用Jones表示法，对光弹调制式反射差分光谱仪构建了包含器件自身缺陷和安装误差的数学模型，通过确立误差源与测量结果的联系，分析出各误差源对测量结果的影响，特别是起偏器、光弹调制器和样品的安装误差以及位相调制误差，这些系统误差经过标定可得到补偿．

微观表面力测量技术已经成为研究微观界面物理、纳米材料和纳米机械学等领域的重要手段,本文介绍了利用原子力显微镜(AFM)进行固体表面长程粘着力的测量,并分析了在大气条件下,不同湿度对表面粘着力的影响.

微机电系统（MEMS）测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈，其中一个重要方面就是MEMS器件运动特性的高速可视化。基于计算机控制的频闪干涉测试景统，丈中提出了一种时间轴和空间轴双向解包裹的干涉条纹分析方法，实现了MEMS器件离面运动参数的精确测量，并与微结构平面结构图像模板相结合，可以进行MEMS器件全视场运动的分析，达到了纳米级分辨力。

介绍了一种采用线热源法测量材料导热系数的智能化系统。论述了系统测试原理和软硬件结构，该系统具有测量精度高、自动化程度高和操作方便等特点。测试结果表明，本文设计的硬件电路可靠性高、软件算法合理、具有一定的普遍性，可应用到其它智能化仪器仪表的设计中。

微结构是微器件或微系统的基本组成部分，对其运动特性的测试有助于对器件或系统的性能和稳定性进行评价．为此，针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列，对数字散斑相关技术应用于微结构平面运动特性测试的实现方法进行了探讨，采用梯度法实现全局刚性位移的精确测量，并作为牛顿迭代法的初值进行区域变形量的提取。具有较高的计算效率SiCRF微谐振器平面运动特性测试实验表明，微结构平面刚性位移测量的分辨率和偏差分别能够达到1／100像素和1／20像素，区域变形信息提取的有效性也得到了初步验证．

描述了一种用于微机电系统(MEMS)纳米级微运动测量的Mirau显微干涉系统.该系统利用商业化的Mirau显微干涉仪,它直接安装在光学显微镜上,用于测量一个表面微加工水平谐振器的三维运动.面内运动取决于亮场在最佳焦平面处的图像,而离面运动则取决于频闪得到的干涉图像,该图像在物镜纳米定位器的8个不同位置处得到.实验结果表明了系统进行面内和离面运动测量的纳米级分辨力.

本文设计并研制了以柔性铰链为弹性导轨、压电陶瓷为驱动器的三维一体化超微定位机构，并以激光干涉仪微位移检测装置和微机控制系统构成了数字闭环控制的三维一体化超微定位系统。

详细研究了光栅纳米测量系统的误差特性,以及利用激光干涉仪对高精度光栅测量系统的系统误差进行检测、并在信号处理中予以补偿和修正的方法.实验表明,通过这种系统误差修正方法对周期累计误差和细分误差同时进行修正,能够大幅度地将计量光栅系统的测量准确度从微米或亚微米量级提高到纳米级水平,以实现光栅纳米测量.

为了实现MEMS器件的计量,一个基于频闪成像原理的MEMS动态测试平台被构建,用于在全频率、相位和电压输入范围内表征器件的全三维运动.系统利用高亮度LED和LD作为脉冲光源,有效冻结MEMS器件的面内和离面运动,能在从静止状态到1MHz很宽的频率范围内对MEMS器件进行表征,达到了纳米级分辨力.通过实验对一个微谐振器进行了三维运动测量,在扫频和扫幅两种工作模式下,配合强大的数据分析软件,给出器件运动的幅频和相频特性曲线,为分析器件的动态性能提供了可靠数据.

针对超声波检测流量过程中的流场分布问题,提出一种高精度在线检测的实用方法及其实现装置.基于混合长度理论对流速进行补偿,建立了测量的数学模型,给出了测量系统的结构框图,并且分析了测量误差的来源以及消除误差的方法.