利用物理量耦合把一种物理量信号转换成另一种容易识别的信号或者把一种控制信号用另外的物理量信号表达出来是传感器/致动器的一个基本特征。而力/电耦合传感/致动效应和电/磁耦合传感效应是研究传感/致动效应的两个重要方面。本文的两个部分分别研究了一种力/电场量耦合传感/致动效应和一种电/磁场量耦合传感效应传感器。 在本文第一部分，作者首先建立了能够同时考虑压电层中横向和纵向电场，层间正应力和剪应力分布的弹性-压电结构单层模型。这一模型能够精确地分析压电层较薄时压电传感/致动效应，有效地弥补了通常薄膜/基体理论中无法确定层间正应力(造成分层起始的主要原因)的缺陷。 为了能够处理单层模型中的强奇异积分-高阶微分方程组，我们发展了一种包括了数值积分方法、有限差分方法及弱化强奇异方法的强奇异积分-微分方程组融合数值解法。 利用这一算法和力-电全耦合单层结构模型，对一种PZT-5H压屯传感/致动结构的电场和力场情况进行了分析。结果显示：无论压电陶瓷作为传感器还是致动器，在压电层的左右两边界附近，电场强度都有一个较严重的扰动。所以不能简单的假设压电材料层的电场强度为均匀的。在基体和压电陶瓷层间界面的项部附近，压电致动器的层间正应力和层间剪应力都有应力集中，但由于正应力的值远远大于剪应力，表明层间正应力是层间脱落发生的主要因素。当压电传感器厚度增加时，输出电压会有所增加。压电传感器长度增加，输出电压也会有所增加，并且这一变化会随压电片的厚度减少而减小。当压电片厚度为0.01mm时，长度几乎不对输出电压产生影响。由于压电片很难做到这样的厚度，因此实际应用时必须考虑压电片长度的影响。 为了进一步讨论压电层较厚的情况，作者把压电层分成多个厚度相同的细分子层，进一步导出了力电耦合多层结构的控制积分-微分方程。并再次用PZT-5H压电陶瓷为例，对压电传感器、致动器的电场，致动器的层间力场和传感器的输出电压进行了讨论。结果显示：对压电致动器，单位电压加载产生的电场值随压电层厚度增加而减少，边界的电场扰动范围随压电层厚度增加而增加；对压电传感器，单位应变加载产生的电场值随压电层厚度增加只略有减少，边界的电场扰动范围随压电层厚度增加而增加；随着压电致动器厚度增加，层间应力值有所下降。但层厚越大，层间正应力的影响就越大；相同比例的压电传感器输出电压随尺寸增加而增加，并且电压值与尺寸(长度或厚度)近似成线性关系。 在第二部分中，作者提出了一种新的磁场传感效应：磁频传感效应的原理。推导出传感器输出频率变化与穿过电感探头的磁场变化引起的磁芯磁通率成正比且传感灵敏度将随磁场频率的升高而增加的磁频传感效应，即△ω≈ω1/-2μ1△μ。用一个单摆实验和一个外加磁场检测试验验证了磁频传感效应传感器的灵敏度和传感特性。实验表明：磁频传感器至少能够检测到7.05×10-10Gauss的磁场；能够有效的反映磁场变化的速度；为标量传感器。并且相对于其它磁场传感器，这一传感器具有以下的特点：能够同时测量动态和静态磁场；精度高。在现有磁场传感器中，只有量子干涉传感器比之灵敏度高。而绝大多数磁场传感应用都没有必要达到超过10-8Gauss的灵敏度；价格便宜；体积小，使用方便。由于电路简单，且可以集成，加上屏蔽设备后甚至可以手持使用。 为了更进一步探讨磁频磁场传感效应的应用，我们分别探讨了利用磁频传感效应传感器探测心脏磁场、腹腔磁场引起的生物磁场变化的可行性。 结果表明：磁频传感器确实能够有效的检测到心脏和胃部磁场信号，正确的反映出这些部位磁场的变化；磁频传感器测出的心磁图信号与心电图信号及SQUID心磁图信号非常相似。但磁频传感器相对前面两种方法具有价格便宜和操作方便的优势；磁频传感器很有可能被用于这些方面的疾病诊断。但是否能够达到疾病诊断的效果，尚需进一步的临床验证。