高科技产品发展与更新速度的日益加快对新材料的研发速率提出了更高的要求。传统的材料研发方法可归结为“试错法”,即通过“提出假设-实验验证”的方式进行顺序迭代,筛选出目标材料。该研发方法周期较长,无法满足工业发展的需要。材料基因组技术的兴起为新材料的研发提供了新的思路与理念,通过高通量计算、高通量实验和大数据分析加速研发进程。高通量实验作为材料基因组技术承上启下的一环,其中心思想是将传统材料研发过程中采用的顺序迭代方式改为并行处理,从而提升材料的研发效率,在短时间内实现多组分样品的制备与表征。高通量表征技术涉及到材料的结构表征以及力学性能、热力学性能、电磁学性能等多种材料性能的表征。但是对于在微机电系统中广泛应用的薄膜压电材料,其力电耦合性能的高通量表征却鲜有研究。本文将针对锆钛酸铅(PZT)薄膜,研究其横向压电系数d31的高通量测试方案。设计压电薄膜横向压电系数测试方案,包括鼓泡法测试以及基于正、逆压电效应悬臂梁法测试。基于鼓泡法球帽模型,结合压电本构方程,建立含力电耦合项的鼓泡法测试理论模型,分析薄膜尺寸及外部气压与电压对于薄膜中心挠度以及应力的影响规律。结合悬臂梁振动集总参数模型以及压电本构方程建立基于正压电效应压电系数测试理论模型。结合悬臂梁弯曲方程以及压电本构方程建立基于逆压电效应压电系数测试理论模型。分析基底尺寸以及激励载荷幅值和频率对于压电响应的影响规律,为鼓泡薄膜试样以及悬臂梁试样设计提供依据。通过有限元仿真软件建立鼓泡试样与悬臂梁试样模型,分析鼓泡薄膜试样基底厚度、电极层厚度对于薄膜变形的影响并对作出修正;分析悬臂梁基座尺寸对于悬臂梁变形及产生电荷量的影响,并根据规律对基座的尺寸进行设计。结合试样具体结构的仿真结果并考虑阵列空间的限制,设计鼓泡薄膜试样与悬臂梁试样的结构与尺寸。设计基于悬臂梁阵列结构的PZT薄膜横向压电系数高通量测试方案,即通过对公共电极施加电压,利用激光扫描测试完成悬臂梁阵列末端挠度的测量。基于高通量测试试样数量的要求,设计悬臂梁阵列结构以及电极图形化形式。结合有限元模拟分析了阵列的响应情况,验证了该阵列结构的可行性。计算了在满足不同组分PZT薄膜压电系数测试范围内的仪器测试精度要求,为高通量实验的开展提供基础。