石英晶体谐振器(quartz crystal resonator, QCR)是一种对界面变化极其敏感的传感器,可应用于研究薄膜增长、界面吸附行为、界面化学反应及多层界面上物体结构的变化、沉淀等界面问题,在物理、化学、生物学、医学等领域中有着广泛应用。本论文首先构建了QCR的等效电路模型,并进一步对其共振响应进行了理论推导与分析,其次设计了基于阻抗分析的QCR实时数据采集系统,然后对有限厚度的粘弹性薄膜引起的共振响应变化即共振频率的偏移△f和半高半带宽的偏移△T进行了理论分析和实验研究,在此基础上,提出一种计算粘弹性薄膜剪切模量的方法,最后利用该技术研究非晶态聚合物薄膜的玻璃化转变现象。本论文的主要创新工作包括：1.从一维传输线模型模型出发,分别建立了非压电材料的电学模型和石英晶体的BVD等效电路模型,进一步推导出简洁的△f+i△T偏移与负载之间的共振响应关系式,并探讨了多种负载物质的共振响应关系式。其次以有限厚度的粘弹性薄膜为研究对象,利用数值模拟方法对QCR共振响应关系式进行了误差分析。2.设计了一种采集速度快、操作简便的高精度QCR实时数据采集系统,该系统基于阻抗分析原理,提出了一种更加有效的计算QCR共振参数的拟合方法,通过对网络分析仪的实时智能调整,有效的保证了数据采集波形信号与理论分析的一致性,该系统的测量精度高及工作情况稳定可靠,完全具备了对实际动态过程进行实时监测与分析的能力。针对阻抗分析的QCR共振频率信息的多样性,通过数值分析方法讨论了不同共振频率信号受倍频n、动态电阻Rm和静态电容C0的影响程度,为实际测量中共振信号的选择提供了参考依据。3.分析了利用传统的多倍频拟合方法计算粘弹性薄膜剪切模量的局限性,提出一种基于共振响应偏移△f和△T计算粘弹性薄膜剪切模量的方法,该方法从QCR共振响应关系式出发,在不利用近似方法的前提下,能够准确的计算负载薄膜的剪切模量,实验结果也表明该方法能够有效地计算PVB薄膜在玻璃化转变过程中的剪切模量随温度变化关系,故该方法可应用于定量研究粘弹性薄膜的物理属性变化。4.利用QCR多倍频技术分析PVB薄膜在玻璃化转变现象,指出高倍频测量能准备反映出PVB薄膜在发生玻璃化转变现象时薄膜粘弹性的变化过程,同时根据△f和△T可获取PVB薄膜的剪切模量随温度的变化关系,讨论了影响测量结果的因素,这为测量聚合物的Tg提供了一种简便的检测技术,同时基于QCR技术对聚合物薄膜动态热力学分析具有非常重要的理论意义与技术价值。