针对普通薄膜温度传感器在测量燃气轮机排气温度时存在测温范围小、可靠性低、响应慢等问题,本文开展了高温冗余薄膜热电偶技术研究,旨在通过热电偶相关理论、冗余结构设计、耦合仿真分析、薄膜溅射技术,初步开发出性能优良的可满足0℃～1000℃测温范围、响应时间小于2秒、高可靠性的快响应高温冗余薄膜热电偶,为新一代大功率燃气轮机排气温度提供检测手段,满足燃气轮机技术发展的需求。本文设计并制作了一种高温冗余薄膜热电偶,旨在实现对燃气轮机排气温度的检测,并对其性能进行研究。本文主要研究内容如下:首先,基于薄膜热电偶的塞贝克效应,讨论了热电偶回路中热电势的来源及产生过程;基于薄膜电子运输原理和尺寸效应,从理论上推导了薄膜电导率的计算公式;提出了薄膜热电偶的冗余可靠性理论,通过对普通薄膜热电偶进行假设检验,建立高温薄膜热电偶可靠性数学模型,并从理论上推导了普通薄膜热电偶和冗余薄膜热电偶的可靠性计算公式。结果表明:随着热电偶工作时间的增加,冗余薄膜热电偶的可靠性越来越接近普通薄膜热电偶的2倍。其次,根据高温冗余薄膜热电偶的设计指标,完成了高温冗余薄膜热电偶的结构、尺寸版图和掩膜版的设计;结合薄膜制备工艺和引线连接方式对高温冗余薄膜热电偶中的各部件所用材料进行了选择和匹配,以确保高温冗余薄膜热电偶在高温下能持续稳定地工作。然后,采用双向流热和单向热固耦合仿真分析方法,对所设计的薄膜热电偶进行有限元分析,得到了传感器内部的流场、温度场以及结构场,高温冗余薄膜热电偶工作仿真试验表明:所设计的薄膜热电偶响应时间不到2秒,并且在承受的工作温度载荷和风力载荷时,应力以及变形在要求范围内。最后,提出高温冗余薄膜热电偶的制作工艺,采用薄膜溅射沉积、光刻、离子束刻蚀及引线等工艺完成薄膜热电偶的制备,并对样品进行了性能研究。结果表明:所制备的铂铑_{1 0}-铂薄膜热电偶在0～1000℃下的输出电动势几乎与标准的S型热电偶相等,最大分度误差为5.919%,最小分度误差为0.114%,其重复性为99.47%左右,符合检定规程的要求,在0～1000℃的测温范围内,薄膜热电偶的稳定性也能满足使用要求。