该文针对一种新型的谐振式硅微结构压力传感器进行优化设计.该传感器的敏感结构没有采用较为常见的方形膜片,而是采用矩形膜片作为一次敏感元件直接感受被测压力;设置于膜片上的硅梁作为二次谐振敏感元件间接感受被测压力.通过测量梁的固有频率,实现对压力的测量.研究内容分为四部分.数学建模部分:针对微传感器的敏感结构和工作机理,基于弹性力学的相关理论,分别采用小挠度理论和大挠度理论导出了传感器敏感结构的解析模型.利用ANSYS有限元分析软件,建立起微传感器敏感结构的有限元模型.传感器特性分析:针对一个典型的敏感结构,利用所建立起来的解析模型与有限元模型,计算、分析了膜片的位移、应变及应力场分布以及梁谐振子的频率特性;并详细计算分析了膜片工作在大挠度情况下的传感器的工作特性.热特性分析部分:分析了外界环境温度发生骤变时微传感器温度场的分布情况,用热力学分析方法和有限元法计算了初始热应力,讨论了外界温度变化对传感器敏感结构工作特性的影响规律.优化设计部分:分析了传感器敏感结构参数对测量灵敏度的影响规律,应用优化理论进行多参数优化分析,结合实际应用应考虑的加工工艺条件、敏感结构体积等因素,讨论了参数选择时应遵循的原则.该文提供的微传感器敏感结构的解析模型和有限元模型,有关的计算、分析、对比所得到的定量结论,对于独立设计、研制、开发该新型微传感器具有理论参考价值.