气／固流速度测量的方法多种多样,静电法测量技术就是当前国内外该领域的研究热点之一。应用静电传感器实现气/固流速度测量具有结构和加工工艺相对简单,易于在工程应用中推广,性价比相对较高等特点。基于此,本文研究并优化设计了气/固流速度测量静电传感器。根据国内外的研究现状,本文分析了静电传感器的敏感场与被测流体流场之间的相互作用机理以及空间灵敏度特性。综合考虑多种结构类型的静电传感器,结合阵列式传感器的设计思想,设计了新型的静电传感器结构,建立相应的物理模型。运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件研究不同结构的静电传感器空间灵敏度特性,并分析静电传感器空间灵敏场分布特性的影响因素,如传感器的结构尺寸和材料属性等。在以上理论研究基础上,对气/固流速度测量静电传感器结构进行优化设计。同时,为了建立完整的气/固流速度测量系统,设计出高性能的静电传感器的信号调理电路,并且基于相关性算法,编写软件程序,对静电传感器测量数据进行相关性处理,求取速度测量值。最终搭建模拟实验装置,对不同结构类型的静电传感器的性能进行实验论证和对比分析,完成气/固流速度测量静电传感器的优化设计研究。本文的创新点在于,运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对多种结构类型的静电传感器的静态灵敏度特性和动态灵敏度特性进行了创新性地分析与研究,为气/固流速度测量静电传感器的优化设计提供了更有效的研究手段。