本项目属于计量测试领域中的超微力测量技术与装置的研究。超微力的测量在科学研究和工业生产中的应用日益广泛，如在微纳加工、空间飞行器定位、纳米科技、新材料、生物医药、航空航天以及国防军事领域均具有重要作用，超微力的准确测量直接决定着相关部件或整个系统的性能。

    本项目在广东省科技计划项目的资助下，针对目前超微力测量中所遇到的测量装备复杂昂贵、测量过程繁杂、测量环境条件要求极高的问题，基于MEMS（微电子机械系统）执行器中肋片执行装置原理，研制结构简单、使用方便的超微力测量校准装置。在考虑微尺度效应的基础上，提出了将MEMS结构的跨尺度应用。

    设计并制造了一种基于MEMS执行器结构的超微力测量装置，该装置结构简单、操作方便、能够实现空间任意方向的超微力测量，同时通过有限元模拟与实验研究对装置多物理场耦合的分析，优化了装置结构，极大减小了位置测量及控制误差对超微力测量结果的影响。通过理论分析及有限元的应用，解决了MEMS执行器结构从微尺度到常规宏观尺度应用过程中的跨尺度问题，实现了将MEMS结构的跨尺度应用。此外，采用理论计算、有限元分析和试验相结合方法，建立装置工作时静电场分布模型，研究微尺度和宏观尺度下静电力执行器力场分布规律，揭示多个静电场及结构场作用下场叠加及耦合机理，提出了装置工作过程中消除电容式传感器边缘效应影响的方法。实现了对超微力值的测量和量值溯源，保障了超微力测量中的量值准确可靠，为超微力测量传感器的简单化、便携化、集成化设计、制造以及应用提供了新的思路。

    促进行业科技进步作用及应用推广情况：解决了目前国内外空间任意方向的超微力测量问题，填补了华南地区在超微力测量领域的空白，使我省在超微力测量和量值溯源领域处于国内领先地位，为我国前沿高科技的发展提供了有益支持；为我省及国内仪器设备和传感器厂家的小力值、微力值传感器的设计、测量以及技术创新提供了重要的理论和实验依据；同时为计量科研中的关键和重点领域——极小力值的量值溯源研究提供了重要的理论与实验指导。