随着电子信息工业技术的迅猛发展,特别是工业2025对产业结构转型的需求,在工业控制、临床医疗、生物检测、航天、军事等领域对压力等参数的检测精度、检测速度和灵敏度的要求快速提升,而目前的技术能力明显不足。如何开发高性能的传感器是非常急迫的问题。谐振式压力传感器将频率信号作为输出信号,能够直接与数字接口相连,解决了传感器抗干扰能力差的问题。但是,现有振梁式压力传感器的结构单一,并且灵敏度等参数性能需要进一步提升。因此,本文基于非线性频率倍增机制,提出了耦合倍频结构压力传感器,可成倍提高传感器的检测灵敏度。并设计了阵列式传感器结构,既降低了传感器的检测误差,又有利于压力的均匀分布,提高了传感器的可靠性与稳定性。首先,基于对谐振式压力传感器谐振子振动特性的研究,建立压力与传感器谐振梁固有频率关系的数学模型,通过有限元分析探讨谐振梁结构对其固有频率的影响。建立传感器三维模型,研究其静态与动态振动特性,通过仿真分析对传感器结构尺寸进行优化设计。并提出基于新型谐振单元的阵列式传感器结构,进一步提高了传感器性能。其次,通过对传感器加工工艺的研究,针对MEMS加工技术,设计满足本论文提出传感器结构要求的工艺方法。然后提出传感器实验方案,设计传感器信号测试系统,完成传感器实验平台的搭建与简化传感器器件的加工。通过单元谐振结构传感器实验验证非线性频率倍增机制的可行性,进行单元与阵列式两种结构的灵敏度分析实验,得出传感器随着作用在感压膜上压力的增大,其谐振梁的固有频率会随之增大,实验结果表明传感器具有较高的检测灵敏度和线性关系。并且阵列式结构传感器的线性度更高,说明压力分布的更均匀,具有较高稳定性。本文提出的耦合倍频结构压力传感器,并对压力传感特性进行研究,有效提高了传感器的检测灵敏度。为压力的高灵敏度检测的工程需求提供了选择。并且文中详细讨论了不同参数指标对传感器性能的影响规律,在谐振式压力传感器的设计与开发方面,有着较高的参考价值。