对流动的认识深刻影响今天的航空、桥梁和工业设计。壁面剪切力的测量是流体研究中非常重要的一部分,它是认识流动、减小阻力的关键。本文对一种新型的利用刀锋支撑的通过浮动元件测量湍流壁面剪切力的测力天平进行研究和改进。文中首先确定了影响测力天平的扰动来源并采取措施减弱扰动的引入。利用实验系统探究测力天平各构成部分——测力元件、支撑平台、力臂、质量对测力天平测量稳定性的影响。采用多种指标对测力天平的稳定性、重复性进行衡量。对测力天平进行运动建模,分析测力天平实验中表现的原因以及改进方向,并明确这种测力天平的测量范围与特性。利用刀片的测力天平的扰动来源有流向的压力梯度、浮动平面与流动壁面的共面程度以及浮动平面与流动壁面间的缝隙对流动的影响。这些扰动可以被减弱但不能被消除。通过实验对比不同测力传感器、支撑平台。发现采用称重传感器这类响应频率较高的测力元件、稳定性较强的铝型材自制支撑平台能够使测力天平达到较好的测量稳定性。实验对比了不同力臂、不同质量下测力天平的性能,发现在力臂为15倍左右、测力天平质量较低的情况下测力天平重复性较好。通过对比不同风速下的测量误差得出测力天平的重复性误差不超过4%。对测力天平进行运动建模解释了测力天平上述表现的内在原因并总结出改进方向。利用狭缝吹气减阻激励器进行减阻实验,分别使用测力天平和热线测量减阻量。测力天平测得的减阻量同热线测得的差距在4%以内。