在当前严峻的国际形势下,高端军用器件的自主研发迫在眉睫。拇指力传感器作为武器装备操控手柄的核心器件,可完成飞行员拇指力的实时测量,辅助完成搜索、瞄准、定位等功能。目前国内重点型号武器装备上的拇指力传感器主要以进口美国、法国的产品为主,国内产品的灵敏度、可靠性与操控感均与国外产品存在差距,无法满足使用需求。在国内政策的支持与市场需求的刺激下,本课题研究了一款高灵敏度、高可靠性的拇指力传感器,同时该传感器具备随动功能,以改善操作手感。在设计之前,充分调研国内市场需求,提出拇指力传感器的技术指标。根据传感器高灵敏度与高疲劳寿命等技术特点,设计了一款高灵敏度半导体应变计,该半导体应变计采用SOI硅片替代传统体硅材料,可提高绝缘性能,简化封装工艺,选取了P型硅的[111]晶向制作敏感电阻,提高了应变计的灵敏度系数（K≈200）,并将电阻条制成π形,结构紧凑、易于封装、引线。针对拇指力传感器的功能与外形尺寸,完成详细结构设计。设计了一种柔性悬臂梁,该悬臂梁由弹性元件与柔性元件组成,其中弹性元件采用空心结构,以满足敏感度要求,柔性元件采用螺旋结构,以满足随动位移量需求。建立了弹性元件与柔性元件的力学模型与数学模型,完成结构参数设计,使柔性悬臂梁可随拇指力产生满足测试要求的应变值,同时能产生不小于3mm的随动行程。摒弃传统的有机应变胶粘贴工艺,采用化学特性更稳定、力学特性更优异的无机玻璃材料完成敏感元件与弹性元件的封装,封装过程中采用厚膜丝网印技术控制玻璃浆料厚度,采用微熔工艺完成应变计与弹性元件之间的烧结。相比传统的有机胶粘贴工艺,玻璃烧结工艺提高了产品的可靠性与长期稳定性。为满足产品的热特性指标,采用“差动电桥补偿法”完成传感器热零点补偿,采用NTC热敏电阻分配电桥工作电压的方法完成传感器的热灵敏度补偿。并搭建产品的标定测试平台与疲劳寿命试验平台,通过静态标定、高低温环境测试与疲劳寿命试验,拇指力的各项性能指标均符合设计要求。