高精密电容传感式电子天平广泛用于精密测量行业中,其响应时间短,称量速度快,性价比较高。由于对传感器件结构参数设计的不足,国内电容式精密天平距国外先进水平还有一定差距,在称量过程中输入与输出呈典型的非线性关系。高精密电子天平传感器件主要由力传递结构(柔性传力架)和力感应结构(S型电容传感式陶瓷架)组成,其结构参数及力传递过程中的变形,对电子天平的力学性能影响巨大。为了提高测量过程的线性度和稳定性,本文针对传感器件的柔性架和陶瓷架进行结构分析和优化,主要研究内容如下:针对柔性传力架在力传递过程中的受力与变形问题,建立了柔性传力架力学性能的解析模型。基于对柔性传力架简化模型进行受力分解,推导出了柔性传力架在受力过程中的导向位移和扭转角度的计算公式,从而得到柔性传力架主要尺寸参数与其导向性能和抗扭转性能之间的关系式。以200g量程、0.001g精度的电容传感式电子天平为研究模型,采用有限元仿真,验证了解析模型的有效性。针对S型电容传感式陶瓷架的结构参数与力学性能的映射关系,运用有限元软件ANSYS Workbench对陶瓷架结构进行参数化模拟仿真,基于二次多项式曲面拟合建立其结构力学性能与主要结构参数的函数关系,并通过算例分析验证了拟合公式的有效性。研究表明,拟合公式对复杂仿真计算后的结果有很好的近似,能更好的反应实际情况,公式结构更加简洁,具有较快的收敛速度、较高的精度和较好的推广能力,有利于准确实现S型电容传感式陶瓷架的结构参数设计。分析了柔性传力架变形与其结构形状的关系,优化柔性架薄板形状。基于计算使柔性传力架在承受较小工作应力的同时,满足较高灵敏度和抗偏载能力的要求。基于仿真数据拟合得到的S型电容传感式陶瓷架的力学性能指标与敏感参数的数学表达式,对陶瓷架的结构参数进行其力学性能的多目标优化,得到最优解,并验证了优化模型的有效性,优化后陶瓷架的力学性能均有所提高,提高了测量过程中陶瓷架的线性度和抗偏载能力。