由于硅材料的性能限制,硅基压力传感器无法正常工作在大于120℃的高温环境,然而SiC电容式压力传感器具有灵敏度高、温度性稳定和鲁棒性强等特点,使其能够应用于600℃的高温环境。尽管SiC电容式压力传感器已经应用到在极端恶劣测量环境中,但极少对其进行综合应力研究和失效机理分析。本文主要从高线性度SiC圆柱结构电容式压力传感器的设计和分析、SiC电容式压力传感器综合应力仿真分析和失效机理分析三个方面来对传感器进行研究。首先,为了提高电容式压力传感器的线性度,设计了一种高线性度SiC圆柱结构电容式压力传感器模型（TCCPS model）。TCCPS model采用二氧化硅材料作为介质接触层,可解决随着压力增大,极距减小导致的线性度较小的问题。研究发现,TCCPS model在非接触状态下灵敏度伟0.9011,在接触状态下的灵敏度为0.9708。可知圆柱结构SiC电容式压力传感器具有很高的线性度和鲁棒性。其次,采用ANSYS有限元分析软件,分别对芯片级和封装传感器开展了综合应力仿真分析。单一应力包括温度、压力和冲击;多应力耦合主要包括温度与压力耦合以及温度、压力和振动的综合应力。通过仿真得到传感器上形变、应力和应变的分布。综合应力环境仿真中,芯片级和封装级传感器的电容漂移分别为1.0153%和0.9919%,同时,在耦合的极值处,传感器封接层的最大应力和最大应变增量分别为27MPa和1.3×10^-4μm/μm。上述有限元仿真分析,可获得到传感器在各种应力环境下零漂、最大应力和最大应变的变化规律,可用于形成传感器的可靠性的评价方法。最后,采用制备的传感器样品开展测试试验,进而深入分析传感器的失效机理。输出特性测试表明,传感器在非接触区和接触区的线性度分别为0.9261和0.9603,灵敏度分别为0.1524 pF/KPa和0.0673 pF/KPa,最大迟滞为0.0114%。再分别通过恒温疲劳、随机振动、正弦扫描振以及冲击振动等实验来监测传感器的零点输出电压变化。经过分析可知,传感器恒温疲劳的零漂为0.11075%,冲击振动试验后传感器的零漂为0.10768%。综合分析各种环境应力下传感器结果表明,传感器的零点输出漂移均小于1%,样品结构无破裂现象,满足设计指标。