为提高轴承等机械元件的使用寿命,常常在其摩擦副间添加油、水等流体进行润滑,而当润滑膜厚度过大或过小时都会引起润滑质量下降,因此需要对膜厚进行测量。目前常用的膜厚测量方法主要有电学法、电磁法、光学法和超声波法等,相比于前三种方法,非侵入性的超声波法具有更好的工业适用性。然而,应用超声法测量膜厚之前需要对超声波探头的测量精度及测量范围进行标定,但目前关于超声测量的标定装置研究较少且仅有的装置也存在量程小、膜厚无法连续调整等问题。为此,本文设计了两种膜厚标定装置,并基于超声法对膜厚进行了静态及动态测量研究,利用标定装置研究了超声膜厚测量的影响因素及影响规律。主要内容包括:（1）分析了声波在两层介质结构及三层介质结构中的传播特性,推导了两层介质分界面处反射系数、透射系数的表达式以及不同模型（TOF模型、共振模型和弹簧模型）的膜厚表达式。（2）设计了机械式与压电陶瓷式标定装置,并与信号采集单元、数据处理单元共同构建了超声膜厚测量系统。通过反射系数测量实验和基于三种模型（TOF模型、共振模型和弹簧模型）的膜厚测量实验验证了装置的可靠性及精确性。（3）研究了不同摩擦副材质（不锈钢、铝和亚克力）对超声膜厚测量精度的影响,结果表明两不锈钢板间的膜厚测量精度最高。为分析摩擦副材质对测量精度的影响机理,通过COMSOL仿真软件建立的超声测量模型（阻抗边界处声压传递模型及摩擦副材质内部声压衰减模型）对超声波探头接收到的反射信号进行了研究。（4）分析了超声膜厚测量范围随探头中心频率及摩擦副材质的变化规律,研究发现膜厚可测量值随探头中心频率的增大而减小,随摩擦副阻抗值的增大而减小。在给定期望测量膜厚范围条件下,提出了一种利用探头有效带宽精确选择探头型号的方法。（5）提出了一种动态反射信号的数据存储及处理方案,并基于超声共振原理对动态变化的膜厚进行了测量,结果初步证明了利用超声法测量动态膜厚的可行性。此外,对应用于滑动轴承的超声膜厚测量装置进行了方案设计,并提出了一种研究滑动轴承性能的实验台方案。本文设计、搭建的标定装置可弥补现有装置量程小、膜厚无法连续调整的不足。而提出的有效带宽选型法及动态信号存储理论,可为工程中不同膜厚测量时的探头选型与数据处理提供参考。