可运动的微结构是MEMS器件的重要单元，其运动特性影响着器件的性能和可靠性。在MEMS动态测试中，微位移的测量是运动特性参数中一个重要的评定要素，如何在MEMS离面运动的过程中记录运动的细节，客观直接的描绘出变化的情形，实现MEMS离面位移的测量，是MEMS动态特性研究中的重点和难点。因此，基于分形的MEMS器件离面位移的测量对MEMS可靠性研究具有重要的意义。　　 首先，本文阐述课题研究的背景意义和主要研究内容，总结MEMS动态测试技术在国内外研究的发展状况。通过对目前常用的三种非接触式MEMS动态测量方法的研究，为了更直观的分析MEMS离面运动过程选定频闪显微干涉技术作为离面运动图像序列的采集方法。　　 然后，本文对常用MEMS图像分析理论方法进行概述，分形因具有自相似性特征在充分利用图像相关性方面具有优越性，选择分形作为MEMS图像分析手段，并结合频闪显微干涉技术设计基于分形的MEMS器件离面位移测量方案。利用频闪显微干涉技术采集MEMS离面运动周期内不同时刻的准静态图像，经过图像预处理后提取图像模板的边缘，建立分形特性曲线确定离面运动的旋转角度，根据旋转角度和离面位移的转换关系实现了离面位移的测量。　　 其次，为了进一步提高测量的精度，本文在常用图像亚像素边缘定位算法研究的基础上，通过对不同的亚像素边缘定位方法进行对比分析，选择基于矩方法的亚像素边缘定位算法。为解决Zernike正交矩定位算法中存在模板效应和定位边缘较粗的问题，提出了改进的Zernike正交矩的亚像素边缘定位算法。实验结果表明，改进的Zernike正交矩亚像素边缘定位算法比原有算法的定位边缘坐标更为精确，且提取的边缘较细。　　 最后，在分形理论和频闪显微干涉技术研究的基础上，通过MEMS微谐振器进行基于分形和频闪显微干涉技术结合的MEMS离面位移测量算法的实验验证，实验结果表明，该算法在测量速度和精度上具有优越性，离面位移测量重复性误差为8.62 nm，适用于MEMS离面运动的测试分析。