测试需求的牵引、理论模型的发展和测量仪器的进步推动着力学测试技术的发展。在其发展过程中，根据材料加载环境的要求，研制和发展了系列测试设备，并建立起相应的测试标准。一类为材料试验机，加载方式为拉伸、压缩和扭转等，属于简单应力状态的试验，主要测定材料的应力-应变曲线和力学参数；另一类为硬度计，加载方式多为压入，属于复杂应力状态试验，用于测量硬度。随着测量特征尺度的不断减小，又发展出兼具以上两类设备功能的纳米压入仪即仪器化压入仪，不仅能测定材料的硬度，还能测定力学参数。

仪器化压入技术以前多从不同侧面命名。从测试原理上看，需要测量作用在压头上的压入载荷和深度，故称深度测量压入仪。从工作方式上看，能连续纪录压入加卸载过程中的载荷和深度，故称连续纪录压入仪。从压入深度上看，一般控制在纳米尺度，要求测试仪器的位移传感器具有优于1纳米的分辨力，故称纳米压入仪。从载荷量程上看，一般在10毫牛和100毫牛量级，故称超低载荷压入仪。从测试功能上看，主要用于测量材料微小体积内或薄膜的压入硬度和弹性模量，并不断发展用于测试其他材料参量，故称微/纳米力学探针。从国际标准命名上看，随着自动化技术的发展，在各种力学测试技术的前面统一加上“仪器化”，故称为仪器化压入仪。目前，国际上正趋于统一采用此名称。

国际标准和国家标准按量程分类。国际标准ISO 14577按压入载荷和深度将测量范围划分为：宏观范围，2牛30千牛；显微范围，牛，微米；纳米范围，微米。国家标准GB/T 22458—2008，考虑到国内常用仪器的最大载荷约为500毫牛及其习惯称谓，将压入深度范围在纳米量级并可扩展至几微米的压入仪器定义为纳米压入仪。目前，此类仪器以电磁或静电驱动为主。

仪器化压入技术是一种新型力学测试技术。同传统硬度计技术相比，工作方式同为压入，但它采用新的测试原理（深度测量和分析方法），重点关注压入过程（实时测量载荷和深度），而不是压入结果（压痕），丰富测试功能（压入硬度和多种力学参量），拓宽测量范围（深度在微/纳米尺度）。同传统材料试验机技术相比，同为需要测量激励（载荷）和响应（位移/深度），由于它采用压入工作方式，测量区域表面化和微小化，故试样微损化，属微区力学试验技术；而传统拉伸、压缩、弯曲、扭转等工作方式属宏观整体力学试验技术。

尽管此类技术中的部分基础问题尚未完全认识清楚，但仍广泛应用于材料、力学、物理、化学、生物等多学科和工程领域。它不仅成为微/纳米力学测试的标准仪器，而且在许多方面成为研究微/纳米尺度物理现象的有力工具。此技术主要包括力学测量、分析方法、典型应用和标准化四部分。

发展不同量程的测试仪器。在纳米范围，关键在于提高测量分辨能力和准确确定压头面积函数；在宏观范围，关键在于提高测量精度和准确确定机架柔度。

发展多元参量识别的分析方法。拓宽材料行为的测试内容，可测定压入硬度、弹性模量、断裂韧性、蠕变特性、黏弹性、温度变化影响等。接触共振技术用于测量试样表面的接触刚度、存储模量和损失模量等。

发展压入模拟的分析技术和方法。为了提高对不同压入测量的认识水平，发展了基于有限元和分子动力学等压入模拟技术和方法。

拓宽测试的材料种类。不仅包括韧性、脆性、黏弹等不同属性材料，还包括块体、薄膜、细丝和微球等各类形状试样。

标准化研究。为了增加测试结果的重复性和不同实验室间的一致性，需要研究结果的溯源技术和规范测试程序。

测试仪器研制。①拓宽压入载荷测量范围。基于深度测量的高分辨能力纳米压入仪日趋成熟。目前，正在研发大载荷量程的显微和宏观压入仪、基于扫描探针显微镜的皮米压入仪。②发展便携压入测试模式。研发适用野外或现场等不同测试工况的微米压入仪。③发展环境控制和损伤监测技术。研发用于调节温度的控制技术和监测裂纹发展的声发射检测技术，以满足实验室内多样化测试的需要。④发展原位实时观察技术。集成高分辨观察技术，例如，集成扫描和透射电子显微镜等，用以研究变形机制。⑤仪器特性评定。精密电磁驱动和载荷计量与传动构件的一体化集成设计，需要建立相应的校准及其评定技术。

分析方法的研究和验证。发展塑性、黏弹性和断裂等多种参数识别的分析方法，兼顾理论可靠、技术可行、结果可信。需要加强基础性科学问题的研究，提高分析方法的可靠性；重视选取分析参量，确保分析方法的可行性；发展试验比对确认技术，提高结果的可信程度；发展基于有限元模拟的批量虚拟压入技术，提高模拟分析和比对确认的工作效率。

测试程序标准化。开展测试技术的标准化研究，规范测试程序，提高测试结果的可比性。

研究如何确定力学测量的精度并确保测量的可靠性。准确压入深度的获得，不仅需要位移传感器具有较高分辨能力和精度，而且需要确定可靠的接触零点、扣除机架柔度和热胀冷缩的影响。对于纳米压入仪，由于采用电磁和静电致动器，需要研究测量系统的动力学响应，才能将高分辨驱动载荷转化为压入载荷。针对不同量程的测试仪器，需要采用不同的驱动原理和测量传感器，并研究其动力学响应，才能获得可靠的压入载荷和深度。

建立多种参数识别的分析方法并拓展其适用范围。目前，只有压入硬度和弹性模量的分析方法较为成熟，需要研究各类材料的压入变形模型，以便发展识别塑性、黏弹、断裂等多种参数的分析方法并提高其普适性，开发新测试功能并提高其适用性。

确定测试结果的可靠性和一致性。尽管仪器化压入技术日趋成熟，其应用正向广度和深度方面发展，但测试易受仪器、环境、方法、试样和操作者等诸多因素的影响，往往导致结果的可比性不够理想。规范和标准化压入测试过程，是增强不同实验室间测试数据可比性的有效途径之一。