本书讲述了微纳米测量技术的基本理论和方法、微纳米测量系统的工作原理及构成以及对不同物理量的微纳米测量应用。
全书共4章，内容包括：微纳米测量技术的意义、特点和研究的内容；微型传感器的工作原理及其典型应用；微纳米测量技术中的光学方法，光学测量系统的结构及应用；微纳米尺度的几何量、表面粗糙度、表面微观形貌、MEMS材料机械特性、微应力和微应变、微位移、速度和加速度、振动、声和超声等典型物理量的测量技术应用。
本书可作为高等院校微机电系统工程、测控、仪器、自动化、机电一体化等专业的本科生和研究生教材，也可作为工程技术人员的参考书。
微纳米技术是21世纪最重要的科学技术之一，它将在新世纪引起一场新的工业革命。而微纳米测量技术是微纳米技术的重要组成部分，它对于微纳米材料的发展、微纳米器件和系统的研究与开发具有十分重要的意义。由于微纳米技术研究微观尺度的物体和现象，因此微纳米测量技术也主要指微米和纳米尺度和精度的测量技术。与广义的测量技术相比，它具有被测量的尺度小以及以非接触测量手段为主等主要特点，对它的研究既有与广义测量技术共性的东西，也有它自身独有的技术特点。本书讲述微纳米测量技术的基本理论和方法，微纳米测量系统的工作原理及构成，以及对不同物理量的微纳米测量应用。
全书共4章。第1章为绪论，讲述微纳米测量技术的意义、特点和研究的内容。第2章为信号的传感及微型传感器，介绍各种微传感器的工作原理及其典型应用。第3章介绍微纳米测量技术的光学方法，讲述各种方法的原理、光学测量系统的结构及应用。第4章为典型物理量和MEMS系统特征参数的测量技术，介绍典型物理量的微纳米测量技术应用，主要包括微纳米尺度的几何量、表面粗糙度与表面微观形貌、MEMS材料机械特性、微应力和微应变、微位移、速度和加速度、振动、声和超声等的测量。
本书第4章由陈非凡编写，第3.5~3.9节由董瑛编写，其他章节由王伯雄编写，由罗秀芝制作插图和编写习题。全书由王伯雄统稿并审阅。本书在编写过程中得到清华大学精密仪器与机械学系李庆祥老师和李玉和老师的大力帮助，在此向他们表示深深的谢意！
由于作者水平有限，书中缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。
1绪论1
1.1测量和测量系统1
1.2微纳米技术和微系统技术2
1.2.1微纳米技术的产生和发展2
1.2.2微系统技术4
1.2.3微系统技术加工方法5
1.2.4微纳米材料的特性11
1.3微纳米测量技术的任务12
1.4课程学习的主要内容14
习题14
2信号的传感及微型传感器15
2.1MEMS技术与微型传感器15
2.2加速度微传感器17
2.2.1基本原理17
2.2.2压阻式微加速度计20
2.2.3电容式和力平衡（伺服）式加速度计25
2.2.4各类微加速度传感器的性能比较28
2.3微型力、压力、应变传感器29
2.3.1基本原理29
2.3.2微力传感器31
2.3.3微应力敏感电子装置32
2.3.4微压力传感器33
2.3.5压阻式压力传感器35
2.3.6电容式压力传感器38
2.3.7微应变传感器39
2.4速度和流量微传感器41
2.4.1基本原理41
2.4.2热敏电阻式微流量传感器42
2.4.3压阻式微型流量传感器44
2.4.4电容式微型流量传感器45
2.4.5谐振桥式微流量传感器47
2.5质量微传感器47
2.5.1基本原理47
2.5.2压电质量微传感器47
2.5.3SAWR微传感器48
2.6隧道效应式传感器49
2.6.1基本原理49
2.6.2隧道效应加速度计50
2.6.3隧道效应红外传感器51
2.6.4隧道效应式磁强计51
2.7光纤传感器52
2.7.1光纤结构及光导原理52
2.7.2光纤特性56
2.7.3光纤传感器原理及结构58
习题66
3微纳米测量技术的光学方法68
3.1自动调焦法68
3.1.1自动调焦原理68
3.1.2轮廓测量70
3.1.3三维形貌测量71
3.1.4自动调焦方法的应用72
3.2三角法测量原理及应用78
3.2.1点三角法传感器的基本结构及作用原理79
3.2.2三角法测量传感器中光源的选择81
3.2.3不同检测方案的比较81
3.2.4影响三角法测量精度的因素83
3.2.5点三角法传感器的典型特性85
3.2.6三角法传感器的应用85
3.2.7激光光切法传感器89
3.2.8光切法传感器的光源和探测器90
3.2.9图像评价92
3.2.10光切法的应用93
3.3莫尔条纹法和投影条纹法94
3.3.1莫尔条纹法94
3.3.2阴影莫尔法98
3.3.3投影莫尔法99
3.4投影条纹法100
3.4.1作用原理100
3.4.2编码式光切法103
3.5光学显微测量技术107
3.5.1显微镜的工作原理107
3.5.2测量显微镜110
3.6光干涉测量技术111
3.6.1相移干涉测量技术111
3.6.2白光干涉测量技术114
3.6.3显微干涉测量技术115
3.7激光扫描显微测量技术118
3.7.1自聚焦激光扫描显微镜118
3.7.2共焦激光扫描显微镜119
3.8扫描电子显微镜技术121
3.8.1电子显微镜的工作原理121
3.8.2扫描电子显微镜123
3.8.3扫描电子显微镜的应用125
3.9原子力显微镜技术126
3.9.1原子力显微镜的工作模式127
3.9.2微悬臂形变检测方法128
3.9.3原子力显微镜的应用129
习题129
4典型物理量和MEMS系统特征参数的测量技术131
4.1MEMS器件几何结构特征参数测量131
4.1.1微米尺度的几何量测量132
4.1.2纳米尺度的几何量测量与纳米测量学140
4.2表面粗糙度与表面微观形貌测量146
4.2.1表面粗糙度与表面微观形貌的评价方法147
4.2.2表面粗糙度与表面微观形貌的测量方法156
4.3MEMS材料机械特性的测试169
4.3.1拉伸测试法170
4.3.2弯曲梁法179
4.3.3纳米压入法182
4.3.4鼓膜法184
4.3.5共振频率法186
4.4力、应力和应变的测量187
4.4.1MEMS结构中的应力和应变187
4.4.2应力、应变对MEMS结构的影响188
4.4.3MEMS结构中应力和应变的测量方法189
4.5微位移、速度、加速度和振动等微机械量的测量204
4.5.1计算机微视觉与频闪光照明技术在微机械量检测中的应用204
4.5.2干涉技术在微机械量检测中的应用206
4.5.3光纤技术在微机械量检测中的应用207
4.6声和超声等其他物理量的测量208
4.6.1声频的测量209
4.6.2声压测量技术212
4.6.3声强测量技术213
4.6.4其他声学参数测量技术216
4.6.5声学测量技术217
习题219参考文献221
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