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气体传感器被广泛应用于工业生产、家庭安全、环境监测、军事工程和航空航天等领域，用来监测有毒有害、易燃易爆气体，防止危害身体健康和安全的事故发生，从而保障人身和财产的安全。随着MEMS技术的迅猛发展及其广阔的应用前景，微型化、集成化、智能化日渐成为气体传感器的重要发展方向，采用微机械加工技术制备的气体传感器成为气体传感器领域的一个重要分支。其中尤以基于微加热器平台(MHP)的气体传感器研究和应用最为广泛。本论文的主要工作是开展了基于微加热器平台气体传感器的设计、测试和性能研究。对不同结构的微加热器平台进行了系统的热学仿真;深入研究了不同结构的微加热器平台以及敏感材料对传感器性能的影响;提出了基于微加热器平台的原位硫掺杂石墨烯气体传感器及其制备方法，并对其气敏特性进行了系统研究。 对微加热器平台进行结构设计和电学设计，采用有限元仿真软件ANSYSWorkbench对三种结构的微加热器平台进行稳态和瞬态热响应仿真，得到所设计的微加热器平台的功耗与温度关系均呈线性关系，微加热器平台的响应时间约为10 ms左右。 基于三种不同叉指电极的MHP利用水热模板法制备了单层二氧化锡敏感膜气体传感器，研究MHP的叉指间距对于气体传感器响应的影响。通过对乙醇的测试发现叉指间距短的传感器的响应(Rair/Rgas)要优于间距长的传感器。基于最优的微加热器平台制备了单层和双层二氧化锡碗状敏感膜气体传感器。测试结果表明两种传感器的功耗均约为30mW，响应时间均约为2s;通过对乙醇的测试得到，对1ppm的乙醇气体双层膜传感器的响应为4.3，而单层膜传感器为3.1;对两种传感器进行老化实验发现两种传感器均有响应的下降，但双层膜传感器下降了总响应的40％，而单层膜传感器下降了80％，老化之后两种传感器的性能均趋于稳定。实验结果表明双层膜传感器的性能要优于单层膜的性能。 提出了基于微加热器平台的原位硫掺杂石墨烯气体传感器及其制备方法。研究了不同温度下通过硫化氢气体退火对石墨烯进行硫掺杂，随着温度的升高，硫掺杂的浓度升高。验证了通过微加热器加热的方式恢复传感器初始状态的可行性。采用此种恢复方式，传感器的恢复时间降为原先的十分之一左右。通过对制备的硫掺杂石墨烯气体传感器和本征石墨烯测试得到，本征石墨烯传感器对NO2的测试下限为100ppb，而硫掺杂石墨烯传感器测试下限可低至500ppt，显示了超灵敏的探测性能;对已测试的气体中，硫掺杂石墨烯传感器只对NO2和NH3有响应，显示了硫掺杂石墨烯气体传感器非常好的选择性。通过对石墨烯硫掺杂，极大地提高了石墨烯的气敏性能。