结冰传感器在航空、电力输送等领域具有重要的应用。目前已提出的几种典型的结冰传感器中，光学式在物体有振动时精度大大降低；电学式中冰的电学性质对冰的杂质成分和结冰状态很敏感，杂质和结冰状态的不确定性会导致结冰检测值的不确定性；谐振式的制作不基于微加工工艺，难以实现微型化。美国NASA提出过一种基于微加工工艺的电容式结冰传感器，实现了微型化，但其制作工艺复杂，且检测较为困难。为了实现结冰传感器高分辨率、高精度、微型化、制作工艺简单和扁平安装的要求，提出了一种MEMS应变式结冰传感器，检测结冰基于结冰引起薄膜刚度变化的原理，通过检测刚度变化引起的平膜表面的应力变化，达到检测结冰的目的。　　 分析了金属电阻的应变电阻效应，及其静态特性和动态特性，通过理论推导和有限元仿真，分析了周边固支方形平膜的力学特性，以分析结果为依据，设计了MEMS应变式结冰传感器的结构，并对平膜的边长、厚度，作用在平膜上的均布压力值进行了仿真优化。传感器敏感结构为受均布压力作用而变形的周边固支的方形平膜，平膜上有溅射工艺制作的检测电阻，用来检测结冰引起的平膜表面应力变化，达到检测结冰的目的。起固支作用的回形框上有溅射工艺制作的参照电阻，与检测电阻组成惠斯通电桥，既提高了灵敏度，又减小了温度漂移。采用体微加工工艺制作了MEMS应变式结冰传感器芯片。　　 分析了温度对MEMS应变式结冰传感器输出信号的影响，设计了传感器的接口电路，包括电桥的恒流驱动电路、结冰信号检测电路和温度补偿电路，分析了各部分电路的工作机理。　　 在-40℃的低温冰箱内，用MEMS应变式结冰传感器芯片，做了传感器的温度补偿和结冰检测实验。温度补偿实验中，验证了电桥结构和接口电路的温度补偿性能。结冰检测实验中，用喷雾设备向平膜喷水蒸气，水蒸气在平膜上附着结冰后的结冰厚度与喷雾时间近似成正比。用喷雾时间近似模拟结冰厚度，检测输出结冰信号与喷雾时间的关系曲线。实验结果表明：MEMS应变式结冰传感器检测结冰厚度的分辨率小于0.1mm。