测量切削力是智能制造中加工状态监测的一种有效方法,可为切削故障预测、刀具寿命研究和切削参数优化提供数据支持,而薄膜应变测力传感器因其高精度和可靠性而得到广泛应用。本文通过理论分析结合试验分析的方法,在传统平膜结构敏感层薄膜应变传感器的基础上,提出了一种用于微应变测量的具有双端支撑梁膜结构的敏感层结构。使用传感器线性输出设计原则对敏感层梁膜结构的几何参数进行了设计,并设计了两种去除牺牲层薄膜制备工艺,对敏感层电阻栅的排布、电阻栅阻值大小及尺寸形状进行了设计。使用Stoney经典薄膜应力理论与薄膜界面韧性理论,分析了在双层薄膜系统中薄膜失配应变对薄膜性能的影响,分别建立了过渡层、绝缘层薄膜失配应变与薄膜厚度的数学模型。采用直流（DC）磁控溅射和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法,在304不锈钢基底上制备了氮化钛过渡层薄膜,以及氮化硅绝缘层薄膜,氮化钛薄膜/氮化硅组成了兼具硬度与抗塑性变形能力的复合绝缘层薄膜。对氮化钛薄膜的制备工艺做了详细阐述,使用原子力显微镜（AFM）探索了负偏压与氮气流量对氮化钛薄膜表面形貌及微观结构的影响,使用X射线衍射（XRD）分析了氮化钛（111）与氮化钛（200）的峰值取向、峰值强度的转变、织构系数及晶格面间距与氮气流量之间的关系,结合原子力显微镜（AFM）,分析了氮化钛（200）峰值取向的强弱对氮化钛薄膜的平滑度的影响。之后通过纳米压痕实验研究了不同膜厚对薄膜系统硬度及薄膜抗塑性变形能力的影响,对薄膜的抗塑性变形与纳米硬度进行线性拟合后发现,较高的硬度的纳米复合薄膜通常具有更高的H~3/E~2比值,进而通过实验证了第二章Stoney理论的分析。选用厚度分别为800nm与100nm的氮化钛/氮化硅的复合膜层为绝缘层,来沉积牺牲层薄膜与镍铬(Ni80Cr20)敏感层薄膜,来制备具有梁膜结构的薄膜应变测力传感器。探索了铝、锡牺牲层薄膜氩气流量对其沉积速率及表面形貌的影响,使用扫描电镜（SEM）与扫描电镜结合X光电子能谱仪（SEM-EDS）面扫描模式,对第一次光刻显影及离子束刻蚀后的牺牲层铝、锡薄膜元素分布的均匀程度做了定性分析,使用X光电子能谱仪（XPS）的e ZAF模式对元素含量做了定量分析,使用光学轮廓仪的线扫描模式分析了所制备的牺牲层结构。同样使用SEM-EDS面扫描模式及光学轮廓仪的面扫描模式对第二次光刻显影后样品的元素分布及去除牺牲层后样品的结构进行表征,通过使用扫描电镜观察湿法刻蚀后镍铬薄膜的表面形貌,确定了最优的湿法刻蚀工艺,最后对第三次光刻显影后得到了薄膜应变传感器成品。