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温度和质量检测在环境、生物、能源等领域有着非常重要的作用。本文在研究声表面波传播理论基础上仿真、设计和制备了双端口延迟线型基于氮化铝（AlN）压电薄膜的温度质量双参数声表面波（SAW）传感器,对其温度和质量的敏感特性进行了原理性研究和实验表征,对双参数传感器信号提取方法及相关接口电路进行了研究与设计。论文主要完成了以下工作:一、结合压电理论与波动方程分析氮化铝薄膜的延迟线型SAW传感器各结构参数对SAW传感器性能的影响,基于IDT的函数模型仿真分析了叉指对数对SAW传感器输出幅频特性的影响;对IDT厚度、金属化率、AlN压电薄膜厚度等参数对SAW振型及SAW传感器输出特征频率变化的影响进行了仿真研究。结果表明SAW传感器输出特征频率与叉指换能器（IDT）的金属化率呈线性正相关的关系、与IDT厚度呈线性负相关的关系、而随着AlN压电薄膜厚度增加总体呈阶段性非线性升高的趋势。二、基于仿真结果,优化设计了Al/AlN/Si（100）结构的延迟线型声表面波温度质量双参数传感器。其结构参数为:均匀IDT结构,指条宽度和指间距均为10μm,声孔径为4mm,叉指对数为50对,输入输出IDT中心间距为4.5mm,Al IDT厚度为0.2μm,AlN压电薄膜厚度为1μm。三、在研究温度与应力应变的对应关系基础上,对设计的SAW温度质量双参数传感器分别进行了温度及质量加载作用的敏感特性的仿真分析以及耦合场的数值模拟。数值分析的结果表明SAW温度质量双参数传感器的输出特征频率与衬底温度在0200℃范围内呈负线性相关关系,与质量加载在00.001μg/μm范围内也呈负线性相关关系。四、利用与标准CMOS工艺兼容的直流磁控溅射法等半导体工艺完成了基于铝（Al）IDT、氮化铝（AlN）薄膜、硅（Si（100））衬底结构的SAW温度质量双参数传感器的制备。SEM微观结构表征结果显示制备的传感器具有良好的精度和表面平整度。五、对制备的SAW传感器在0150℃温度范围内进行了温度敏感特性的实验分析,得出传感器的输出特征频率与温度呈良好的负线性相关关系,其温度灵敏度为-4.3KHz/℃,表明该传感器可用于温度的精确检测。提出并采用通过原子层沉积的方法在制备出的SAW传感器的质量敏感区域沉积Al2O3薄膜获得微质量的加载,实验获得该薄膜型SAW传感器质量沉积效应的频率响应特性,得出该传感器的输出特征频率与质量呈良好的负线性相关关系,其灵敏度为296GHz?cm/g,优于目前国内报道的SAW质量传感器。实验结果为以后拓展其作为生物传感器等多参量传感器的应用打下基础。六、基于STM32F103RTC6单片机,结合AD9854产生高频信号源设计了相位差和频率差检测电路。其中创新性的设计了STM32单片机结合MC1496模拟乘法器芯片测量传感器输入输出信号频率差的硬件电路和软件程序,与AD8302组成的SAW传感器相位差检测电路,结合软件算法为延迟线型SAW温度质量双参数传感器输出信号的检测提出了新的解决方法。论文创新点:一、提出了采用原子层沉积Al2O3作为微质量加载产生微重力的方法对SAW传感器进行质量敏感特性表征的实验手段;二、提出了声表面波温度质量双参数传感器的优化设计方法,并有效地进行了声表面波传感器的设计;三、成功制备了AlN薄膜声表面波温度质量双参数传感器,该传感器温度及质量灵敏度较高,工程应用意义较大,目前国内未见类似报道。