随着微米/纳米技术的迅速发展,科学研究的对象不断向微小化发展,微小精密机械零件的装配、微机电系统(MEMS)器件的组装、单细胞操作、扫描探针显微镜等领域中无不存在着微小空间内微小力测量的需求。近年来随着MEMS技术的迅速发展,开发满足微小空间内微小力测量的精密仪器成为了可能。针对微空间内微小力测量的需求,本文开发了一种MEMS压阻式三维微触觉力传感器,研究了该传感器力特性的标定方法,基于这种微型传感器建立了一套三维微小力测量系统,开展了微小力测量实验,论文完成的主要工作包括:1.设计和加工了传感器。讨论了传感器的工作原理,建立了传感器的力学模型,对压敏电阻的排布位置、尺寸、阻值和连接方式等进行了分析,完成了传感器的结构设计,采用MEMS硅微加工工艺和超精密机械加工工艺加工制备出了传感器敏感单元和测杆等关键元件,并对传感器进行了装配和封装。2.对传感器的力特性进行了标定。采用基于悬臂梁弯曲变形原理获得标准微小力信号,分析了标定误差的主要来源及其补偿方法,搭建了传感器力特性标定系统、悬臂梁弹性系数标定系统及传感器测杆位移特性系数标定系统等实验装置,对传感器的力特性进行了标定,建立了传感器的力特性方程。3.构建了三维微小力测量系统。基于MEMS压阻式三维微触觉力传感器,针对微小空间内微小力测量的需求,设计调试了以MSP430单片机为控制核心,包含压阻信号的调理、采集、显示和传输等功能的硬件电路,编写了单片机和上位机的软件程序,构建出了一套三维微小力测量系统。4.开展了三维微小力测量实验。搭建了基于高精度电子天平的微小力测量实验装置,利用构建的三维微小力测量系统,进行了三维微小力测量实验,实验结果表明,本论文所开发的MEMS压阻式三维微触觉力传感器及以其为核心构建的三维微小力测量系统能够满足微小空间内微小力测量的需求。