QCM(QuartzCrystalMicrobalance)是AT切石英晶片做成的具有高分辨率的谐振式微质量传感器。通过测量QCM的谐振频率变化，可得出吸附在电极表面的微小质量变化。其具有结构简单，成本低廉，测量精度高，通用性好，可实时在线地测量等一系列优点。在生物医学、环境科学、表面化学、化工领域、航空航天等方面得到广泛地应用，并且随着研究的不断深入，QCM将有着越来越广阔的应用前景。 本文主要介绍了QCM的工作原理，着重分析了平面型QCM的工作原理，石英谐振器的等效电路，以及等效电路的四个典型的频率点。 文中还用有限元分析软件ANSYS对QCM石英晶片进行了三维有限元建模，详细说明了有限元分析方法，分析了有限元单元数与谐振频率间的关系，研究了电极尺寸对有限元谐振元振动特性的影响，并且依此提出了优化设计的方案，并通过理论和实验证明了该分析方法的正确性。 文中还详细介绍了传感器及夹具的结构设计以及驱动测量电路设计。这种自行设计的夹具具有温度自动调节功能而无需额外的温控装置，适合在太空等极端环境下使用。搭建了一个实验测试平台，实验证明传感器及夹具设计是合理而有效地。并根据测试结果，给出了在后续工作中如何改进实验仪器的建议。