海水的水平流速和上升流速是观测海洋的重要参数,但两者之间较大的量级差异限制了传统海流传感器对海水上升流的精确测量。围绕三维海水流速测量这一关键问题,本文设计了一种基于新型柔顺机构的上升流测量装置,并针对性地研制了一种新型静态标定装置,对静态标定装置进行了实验研究。首先,对不同类型的力传感器和电阻应变片的性能进行了分析与比较,突出了应变式力传感器在海水流速测量领域的独特优势。针对水平流和上升流的运动特征,分别阐明了组合式海流传感器相应部分的设计依据和测量原理。对不同柔性铰链与应变孔的性能进行了分析与比较,为后期关键力敏部件的选择与设计奠定了理论基础。然后,通过对柔顺机构的构型综合,设计了一种基于混合铰链的新型杠杆式力柔顺机构。探究了椭圆腰孔的孔边应力分布规律,对机构的关键尺寸参数进行了分析与设计,并得到了力值响应曲线,最小分辨率为10μN。设计了一种新型上升流测量装置用于感应、转换和放大初始微小升力,可满足海水微小上升流速的测量要求。最后,基于杠杆式力柔顺机构精确缩小标准砝码力并将其作为标定力源的工作原理,研制了一种微力传感器静态标定装置。对微力发生机构进行了静力学分析并推导了力缩小倍数的理论计算方法,对关键杆长尺寸进行了分析与设计。进行了有限元仿真分析和标定装置的加载实验,分别得到了不同组合砝码力及位移加载下的力值响应曲线。结果表明,仿真结果与理论值、实验结果与理论值间的最大误差分别为5.501%和7.391%,装置的非线性误差为2.89%,最小输出力为4μN,该静态标定装置可用于微力传感器的精确标定。