硅微谐振式压力传感器是微传感器中重要的研究对象之一。其压力检测元件主要由一次敏感元件压力膜和二次敏感元件谐振梁组成。本文研究了一种梁膜间接连接式压力检测元件中压力膜的受力变形机理,该结构通过硅岛锚点将压力膜变形挠度转变为谐振梁的轴向拉伸位移,通过检测谐振梁在轴向力作用下固有频率的变化来间接测量外界压力。在外界载荷与谐振梁抗弯、抗拉刚度所引起的反作用力共同影响下压力膜中轴线挠度曲线不再呈抛物线状分布。目前,大部分文献主要研究压力检测元件中薄膜承受均布载荷作用时的变形情况,理论分析时往往忽略二次敏感元件对压力膜变形的影响,对叠加载荷下压力膜变形机理的研究大多采用有限元仿真,缺少理论依据。本文提出了一种计算压力膜在叠加载荷下变形挠度的解析模型,并借助此模型优化了压力检测元件各结构尺寸。给压力传感器设计人员提供了一种物理意义清晰、易于编程实现的高效分析手段,为传感器压力检测元件的结构设计提供了理论依据。本文对传感器压力检测元件的研究主要分为三部分:建立压力膜在均布载荷下的变形挠度解析模型。将压力膜变形视为四边固支矩形薄板的小挠度变形问题,推导出薄板变形的挠曲面表达式。在此基础上,将固支薄板等效为施加了边界分布力矩的简支薄板。通过将简支薄板在均布载荷、边界力矩作用下的变形挠度相叠加,得到固支矩形薄板在均布载荷下的变形挠度,理论计算结果与数值仿真结果得到了很好的相互验证。使用该解析模型分析了压力膜结构尺寸对其变形挠度的影响,以及均布载荷下薄膜的应力、内力分布情况,以此提出压力检测元件的结构优化方案;建立压力膜在叠加载荷下的变形挠度解析模型。在压力膜底部施加均布载荷的同时,于上方关于中心对称的矩形区域施加局部均匀载荷来模拟梁通过锚点施加于膜上的反作用力。同样,去掉固支约束后将简支薄板在上方局部均匀载荷、底部均布载荷以及边界分布力矩作用下的变形挠度相叠加,得到固支薄板在叠加载荷作用下的变形挠度,理论计算结果与仿真结果吻合程度较高。使用该模型分析了局部载荷对压力膜变形的影响,以此提出了硅岛锚点的结构优化方案;结合以上两种理论模型与有限元仿真,分析了压力检测元件中各部件间的相互影响,通过改变各部件结构尺寸,研究了压力膜变形挠度、谐振梁固有频率以及灵敏度的影响因素,并提出合理的结构优化方案以提高传感器性能。