MEMS压阻式压力传感器是在气象探测和车联网等领域有着重要应用的前向通道接口。传统硅基压力传感器普遍具有低灵敏度、温度漂移和时间漂移等半导体器件固有的属性。本文提出的基于硅铝异质结构的MEMS压力传感器及带有恒温控制和自校正功能的配套测量系统可以一定程度上解决这些问题。首先,理论分析了硅铝异质结构的压阻放大效应,将掺杂硅压阻条宽度优化设计为20μm,采用SOI硅片为原料设计了一种带有两对应力敏感和温度参考硅铝异质结构的MEMS压力传感器芯片,同时将四个对称的L型凸起结构部分刻蚀在传感器器件层上,结合ANSYS有限元仿真验证了其应力增强效应。接着对传感器的温度特性、灵敏度和信噪比等特性进行了分析,确定了器件层的掺杂浓度,理论上明确了传感器结构设计的可靠性并根据该设计结果绘制了传感器芯片版图,采用标准MEMS工艺对传感器进行加工和制造,同时为其设计了一套恒温控制封装结构,采用热稳态分析验证了该恒温控制封装的合理性,在-20℃的环境温度下仅需要1.14W的热功率,为实际恒温控制系统的加热执行器能提供的最大电功率的44.7%,具有较好的实用可靠性。其次,完成了基于STM32的硅铝异质结构压力传感器的测量系统的电路设计和嵌入式软件设计,主要具有传感器信号调理与采集、恒温控制、传感器自校正和数据交互等功能。其中恒温控制算法采用目标温度值自适应变化的PID控制算法,自校正功能则采用AD5420可调电流源来模拟传感器的标定压力,在传感器发生一定时漂特性后更新传感器的输出特性。同时为了满足传感器智能化应用,在移植了Linux系统的Coretx-A8内核的嵌入式平台上采用QT编写了传感器的上位机界面。最后,搭建实验测试平台对传感器进行了实验分析。在测试压力最大至370k Pa的范围内,单个应力敏感硅铝异质结构在恒温系统控制下灵敏度可达到0.283m V/V/k Pa,并采用温度参考结构进行差分输出测量,传感器的热零点漂移系数从-6.92×10-1%FS/℃减小至-1.51×10-3%FS/℃,测量误差小于±1.49%FS,同时在传感器发生一定时漂特征后进行自校正操作测试,将传感器最大预测误差从6.1k Pa减小至5k Pa。本文从传感器器件设计和外围恒温控制系统的软硬件设计方面有效地提高灵敏度和补偿温度漂移特性,并且自校正功能也提高了传感器发生时漂后的测量精度,对优化压阻式压力传感器的综合性能有着一定的借鉴意义。