传感器是物联网系统中数据来源的重要组成部分,微机电系统（MEMS）技术的发展带动了微型真空传感器的研发,在制作过程中通过将敏感元件与电路集成在同一芯片,缩小了体积的同时,更能兼顾应用于不同的测量环境中。传统热传导型真空计扩展量限的方法主要以芯片结构的改进为主,其往往采用单一的驱动构建方式,对集成驱动电路的探索较为匮乏且缺乏适配的上位机信号处理模块。针对以上问题,本文以MEMS型皮拉尼真空传感器做为研究对象,在分析皮拉尼传感器理论以及原理的基础上,完成了对传感器驱动电路设计、模拟信号采集系统设计、上位机系统软件设计以及温度补偿算法在内的一体化开发设计。本文的研究内容如下:（1）以传感器传的敏感元件部分入手,介绍了皮拉尼传感器的工作原理。针对不同物理参数特征的器件结构,基于集总参数分析法建立了微尺度下皮拉尼传感器的导热模型,为薄膜型真空规结构优化设计提供理论指导。（2）借助Tina-TI软件和Multisim软件完成了电路稳定性分析以及仿真设计,搭建皮拉尼传感器的多驱动切换电路、读出电路以及通信电路并结合Labview虚拟仪器软件建立了模拟信号与数字信号的接口,实现了器件复用、电路切换、参数读取的功能。（3）分析了不同偏置下皮拉尼芯片的输出特性曲线,总结了皮拉尼传感器灵敏度的特征变化并使用Matlab进行了数学分析,建立了皮拉尼电信号-真空度的rational32关系模型,提出了一种适用于皮拉尼传感器的非线性反拟合的方法。（4）编写上位机信号处理模块,结合上位机软件通过搭建的真空测试环境完成了传感器的标定实验;讨论并设计了皮拉尼传感器的Newton-rational温度补偿模型。实验结果表明:恒温驱动在0.1Torr～200Torr内最大测量误差为22.6%,恒流驱动在0.004Torr～3Torr内最大测量误差为25%,而采用多驱动组合方式的皮拉尼传感器可以实现在0.004Torr～200Torr内低于25%绝对误差范围的测量;温度补偿模型对35℃以及55℃下恒温驱动电路输出结果预测的最大误差为6.24%,解决了采用单一硬件补偿效果不理想的问题。