电场传感器在航天、气象、电力等领域具有广泛的应用。在实际应用中，电场具有三维特性且所处环境复杂，三维电场分量间的耦合干扰、低温、低气压、空间电荷和离子流的存在均会对电场传感器的输出造成影响。为了实现电场的准确测量，需要对电场传感器的三维探测和复杂环境下的输出特性进行测试研究和准确标定。然而当前传统的测试标定方法和设备并不能满足电场传感器三维解耦标定和环境适应性测试研究的需求，成为了制约电场传感器创新发展和应用的因素。　　本文围绕电场传感器的测试标定，针对电场传感器的综合测试标定系统，三维电场传感器解耦标定方法和直流离子流场环境中MEMS电场传感器的测试标定等问题开展了研究。　　本文首次设计研制了电场传感器综合测试标定系统。通过理论计算和仿真分析，对三维测试标定子系统和直流离子流场发生子系统的结构进行了设计及优化;对电场传感器测试标定系统的电场误差进行了分析和计算。该系统实现了三维测试标定、直流离子流场产生和温湿压环境控制等功能，为电场传感器的标定、测试和环境适应性研究提供了技术手段。　　为了实现三维电场的准确测量，消除电场分量对传感器输出的耦合干扰，本文提出了基于遗传算法的三维电场传感器解耦标定方法。与传统标定方法相比，该方法利用遗传算法特点直接在可行解空间中搜索最优解耦标定矩阵，避免了复杂运算，消除了计算误差，提升了标定准确度。本文基于MEMS电场敏感芯片提出了组件式三维电场传感器的设计方法。通过对芯片工作原理分析和电路系统设计，研制了由三个MEMS电场敏感芯片相互正交组成的立方体三维电场传感器。利用该传感器验证了本文提出的基于遗传算法的三维电场传感器解耦标定方法。实验结果显示，在电场强度25kV/m时，合成电场最大测量相对误差仅为1.12％，三个电场分量最大测量误差均小于3％。　　为了实现MEMS电场传感器对直流离子流场的准确测量，本文研究了表面电荷、离子流以及标称电场对MEMS电场传感器输出特性的影响。提出了MEMS电场传感器在直流离子流场中的标定和测量方法。验证试验结果表明，在离子流密度J=150nA/m2标称电场场强E0=27kV/m时测得的合成电场相对误差仅为0.289％。　　本文上述研究为实现电场传感器的准确测量和创新发展提供了有效的测试标定方法和实验研究手段。