现代切削加工正在向智能化、精密化、集成化和微型化方向发展,切削力的实时在线测量是实现刀具智能化的必经手段,刀具嵌入式合金薄膜应变传感器是实现在切削过程中监测切削力的一个有效方法,开展刀具嵌入薄膜传感器测量切削力的基础研究具有重要的科学意义和工程应用价值。薄膜传感器从下到上分为基底、过渡层、绝缘层、敏感层和保护层,敏感层是实现测力功能的核心结构。为了获得性能优异的薄膜传感器,在薄膜的制备、结构和性能检测上都要有系统科学的工艺方案。本文通过理论分析和试验研究相结合的方法和手段深入探讨该工艺方案现阶段尚存在的一些问题,并通过一系列的工艺优化方法尝试去解决他们。在薄膜电阻栅的制备过程中,光刻胶可能由于某些不合理的工艺参数组合产生起皱、脱落等问题,为了探索适合刻蚀薄膜电阻栅的光刻胶坚膜工艺参数,提高旋涂在薄膜层表面的光刻胶性能,本文首先使用正交试验法对敏感层厚度、烘烤温度、持续时间和光刻胶型号作为坚膜工艺的优化对象,在光刻胶的主要技术参数中按照重要程度选取粘附性和抗刻蚀性能作为光刻胶性能的评估指标,通过极差分析,初步获得最佳工艺参数组合。之后依据正交试验数据,分别联合LS-SVM和BP神经网络智能算法,建立光刻胶粘附性与抗蚀性的预测模型。随后选择可信度更高的预测模型,采用控制变量的方法,系统的分析上述工艺参数对两评估指标的影响趋势,最终得到了各工艺参数的约束条件。在薄膜电阻栅刻蚀完成后,为了降低溅射态镍铬（Ni Cr）薄膜电阻栅的电阻值并提高薄膜的附着力,在N2环境下对以Ni Cr薄膜为敏感层的304不锈钢基底上的薄膜传感器进行退火处理。在试验过程中,发现不同的退火工艺（300°C,350°C,400°C,450°C和500°C）都可以有效的降低薄膜电阻器栅的电阻值,在450°C时下降幅度最大,电阻值变化为1.77 kΩ,较小的电阻值可使薄膜传感器检测到较小的应变,并具有较高的测量精度;Ni Cr薄膜在350°C和30分钟时在基材上的附着力最强,比溅射状态的薄膜高约37.5%,粘附力的增加使薄膜不太可能过早地破裂和脱落,这可以扩大测量力范围;另外,原子力显微镜（AFM）的结果表明,在较高的退火温度下退火的薄膜具有较高的表面粗糙度,这可能是由于退火后原始晶粒团聚现象引起的;而且,电阻温度系数（TCR）和应变敏感性系数（kn）也会随着退火温度的升高而增加,但kn增加的比较缓慢。为了进一步提高薄膜电阻栅的应变性能,在现有的薄膜传感器结构基础上,设计了两种可以提高应变式薄膜传感器应变灵敏度的改进结构,第一种是构建以“石墨烯-Ni Cr复合薄膜”作为敏感层的薄膜传感器结构,第二种是在薄膜传感器上设计双端支撑梁膜弹性结构,该结构又可分为两种形成方式,其一是在绝缘层上直接沉积双端支撑梁膜弹性结构,其二是在304不锈钢基底上加工弹性槽构成双端支撑梁膜弹性结构;随后分别探讨了这两种结构的薄膜传感器相比较于传统的常规溅射沉积方法制备的薄膜传感器的优势;最后,对这两种结构的制备工艺进行了分析与研究。