微重力下的流变学研究是流变学领域的前沿,传统的流变学实验无法摆脱重力对液体微观分层的影响,而运行在近地轨道上的空间实验室为摆脱这一干扰提供了可能。美国国家航天局(NASA)于2015年发表了其在国际空间站(ISS)内进行的剪切历史拉伸流变实验(SHERE),取得了重要的科学成果。本文受国内某科研单位“微重力流变实验箱”项目支持,旨在开发出我国的空间站流变仪设备。本文对美国SHERE设备进行了详细介绍和参考,对传统的商用流变仪测量理论进行研究,确定了微重力流变仪的整体方案并研制样机,在地面流变实验后总结问题和改进点,进入初样研制阶段后,对初样流变仪进行发射适应性设计并进行结构建模和力学仿真,完成了初样最终方案,最后,本文对初样流变仪的关键部分扭矩传感器的相关技术进行了有效探索,通过仿真和实验对其中的关键技术进行研究。主要内容如下:1)通过对公开文献的参考,研究了美国NASA的剪切历史拉伸流变实验(SHERE),对微重力流变实验的科学意义和应用前景进行概括,并着力讲解SHERE设备的原理和构成,以及它在微重力科学手套箱(MSG)内的操作方法,为本文微重力流变实验设备的研制提供参考借鉴;2)分析了流变仪的基本理论,主要是牛顿流体模型,分析了平行板式测量转子的相关理论,论述了误差合成的推导等,为样机研制打下理论基础,进而介绍了样机研制,主要包括指标分析,样机的结构与组成,在样机上进行的剪切流变实验,验证了样机原理的可行性,并总结误差来源和其他实验中显现的问题;3)在样机问题分析的基础上,和针对航天发射适应性改进的需求上,进行了流变仪初样的方案设计,主要是进行结构的抗振动力学仿真,讨论了用ANSYS有限元工具进行的谐响应分析、随机振动分析的结果,仿真表明该结构方案抗力学环境性能优良;4)对扭矩传感器研制的两大关键点:弹性元件设计,非接触式旋转轴供电进行了研究。对空心圆轴式弹性元件进行了建模计算,确定其应用参数,该方案结合常见的应变电桥处理芯片可满足精度需求;对分离式变压器进行了介绍,按扭矩传感器的供电需求计算了相关电参数,并进行了验证实验。