电容称重传感器是将被测载荷的变化转换为电容量变化的传感器件。由于其灵敏度高、能耗低、结构简单、适应性强等优点而越来越被人们所重视，得到了广泛的应用。然而电容称重传感器在工作过程中，尤其是在高精密微力测量系统的应用中，存在着一些显著缺点，如线性度较差。输入输出特性曲线所呈现的高度非线性，使得传感器在测量过程中极易受到非线性特性的干扰，从而导致测量准确度降低。此外，工作过程中偏心载荷的存在，也会对精密电容称重传感器的测量结果造成很大的误差。现代测试系统对电容称重传感器的线性度和精确度提出了更好的要求，因此为了降低工作过程中的非线性误差和偏载所造成的测量误差，需要对电容称重传感器的弹性元件进行结构优化以提高其线性度和抗偏载能力。基于此背景，本文对这两方面做了深入的研究。主要内容如下：(1)详细描述了电容称重传感器的工作原理，并对灵敏度、线性度、分辨力和分辨率等静态技术指标，以及偏载对电容称重传感器的影响机理进行了分析，为后面的解析计算和结构优化做了理论铺垫。(2)建立了电容称重传感器的灵敏度、线性度与弹性元件导向性能之间的关系式，以及导向性能、抗弯性能、抗扭性能与弹性元件结构参数之间的关系式。以200g量程、0.001g精度的电容称重传感器维护研究对象，研究分析了弹性元件的各性能随结构参数的变化规律。(3)在ABAQUS中对弹性元件进行有限元分析，验证了解析计算结果的正确性，在此基础上，建立了以弹性元件的导向性能、抗弯性能和抗扭性能为目标函数和约束条件的多目标优化的数学模型，应用ISIGHT中集成的NSGA-II算法对多目标优化的数学模型加以实现，得到Pareto最优解集，并在ABAQUS中对优化方法和结果进行有限元的仿真验证。