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测量、控制和自动化等现代科学技术的迅速发展极大地推动了信息技术的进步，人类社会已步入了信息时代。作为信息技术三大支柱之一的传感器技术是获取信息的主要手段，在现代科学技术中发挥着越来越重要的作用。气体传感器是现代传感技术的重要组成部分，在科学研究、工农业生产、环境保护、医疗卫生、安全防卫等领域得到了广泛的应用。
本文利用MEMS(微电子机械系统)技术，研制出一种新颖的压电ZnO微悬臂梁气体传感器平台，并对该气体传感器平台的理论建模、结构设计、形状优化、制作工艺、测试方案等方面做了深入的研究。证明该传感器平台中悬臂梁的谐振频率的变化与悬臂梁尖端质量的变化成正比，通过在悬臂梁尖端涂覆不同的敏感材料，可制成各种气体传感器，从而检测各种气体的浓度。因此，该平台将压电智能材料ZnO用于传感器领域，为今后开发各种高性能的MEMS气体传感器提供重要基础。另外，针对用于监测危险化学品的MEMS传感器的特点，本文还建立了一个MEMS传感器电学参数批测试平台，并对其测量不确定度进行了评估。
取得的主要成果如下：
(1)建立了V形微悬臂梁、T形微悬臂梁、等宽矩形复合梁等器件的理论模型。以该理论模型为基础，研究出对微悬臂梁气体传感器进行优化设计的方法。
(2)摸索出生长具有良好压电特性的ZnO薄膜的工艺，并开发了一种新颖而有效的ZnO湿法腐蚀保护技术，解决两性氧化物ZnO图形化后的耐湿法腐蚀问题，为一系列类似的不耐酸/碱腐蚀液的压电材料、纳米材料等应用于MEMS中找到解决方案。
(3)对结构、尺寸、加工工艺进行设计，成功制造出压电ZnO微悬臂梁气体传感器平台。然后对此传感器平台的静态性能和动态性能进行了测试。实验证明，压电ZnO微悬臂梁气体传感器平台具有体积小、功耗低、反应灵敏、易实现阵列化等优点。
(4)建立了一个MEMS传感器电学参数批测试平台，并对其测量不确定度进行了评估。研究出本测试平台的测量不确定度随待测MEMS传感器的阻抗变化的函数关系。为建立测试平台的规范与标准，优化传感器的测量，提供了基本信息。