多孔介质在自然界和生物体内广泛存在，其结构复杂多变，揭示其内部流场及压差特性对于研究多孔介质流动过程、动量、能量及质量的复杂输运机理具有重要意义。本文利用MEMS技术设计加工了两种不同结构的多孔介质模型：微柱群型和微珠填充型。采用Micro-PIV技术和高精度的微差压变送器对多孔介质模型的流场和压差特性进行研究。首先，采用Micro-PIV技术测量了雷诺数为0.1~1时微柱群中间层的流场（20×物镜，1μm粒子），在速度分布的基础上计算了剪切应力的分布。结果表明，速度场沿流向和展向均具有良好的对称性，符合低雷诺数流动特征。另外发现均匀排列微柱群多孔介质模型相邻两列圆柱之间存在两条对称流线，其上流速不变；非均匀排列微柱群模型相邻两列圆柱之间存在两条不对称的流线，其上流速不变。利用Micro-PIV系统的高精度移动平台采集二维流场，并构建三维流场，流场反映了多孔介质内的全场流动特征。剪切应力的均方根计算结果表明，不同结构的多孔介质模型剪切应力的均方根与雷诺数呈线性关系。随后，利用Micro-PIV技术测量了微珠多孔介质模型中不同位置以及不同流量时的流场，并对粒子图像的处理方法进行了探索。测量结果表明，在微尺度条件下空隙大的地方速度值比较大。微珠空隙间的流场具有明显随机分布特征。采用概率密度函数对速度分量u，v进行了分析，统计结果表明沿展向方向速度分量呈高斯分布，且速度分量无量纲化之后的统计结果基本不受流量和微珠直径变化的影响。统计结果与文献结果进行了对比，统计曲线基本相同，峰值部分有所差异。最后，用微差压变送器测量了空气通过微柱群模型和微珠填充模型的压差。结果表明，无论微柱群模型还是微珠填充模型压差都与流量呈线性关系。压差随着孔隙率的增加而递减，其递减规律与剪切应力的均方根相似，由此可见，多孔介质流动的压差主要源于由速度梯度引起的剪切能量损失。计算了柱群多孔介质的渗透率，结果表明不同结构的多孔介质模型的渗透率和孔隙率变化关系不同。