在岩土工程监测领域,压力是十分重要的指标,对结构关键部位的监测和工程安全预警起到至关重要的作用。本文针对寒冷低温环境下,如何确保压力传感器稳定工作,研究了一种适用于低温条件下的液态金属压力传感器。它以弹性体PDMS（聚二甲基硅氧烷）为基底材料,利用微流控软光刻技术在其内部刻制孔道,并填充流动性好、熔点低、导电性强的Galinstan（镓铟锡合金）作为导体,最后通过弹簧钢（50Cr VA）外壳进行封装制成。通过有限元模拟简化理论推导,对压力传感器进行标定,探究其在低温环境下的性能表现。本文设计的压力传感器主要有三个组成部分:弹簧钢外壳、PDMS芯片、液体缓冲层。外壳作为主要的承力结构,材料选用为弹簧钢（50Cr VA）,因其具有良好的弹性性能和高屈服强度,在保证低迟滞性的同时,可使传感器量程提升至MPa级别。PDMS芯片通过微流控软光刻技术在其内部刻成孔道,并填充液态金属制成。为探究孔道截面形式和金属材料对芯片性能的影响,设计了4种不同的PDMS芯片。通过接触力学近似模型等理论和孔道变形有限元模拟分析,简化并推导了压应力与金属电阻变化的关系,为压力传感器后续的标定提供理论基础。液体缓冲层使用熔点同样很低的酒精填充,保证传感器在低温下良好的工作性能。通过有限元ABAQUS软件模拟,说明液体缓冲层的存在使得传递到PDMS芯片表面的应力均匀,让理论推导更加精确。通过对理论分析及实验结果的论证,本文的主要结论如下:对于PDMS芯片,截面形状对芯片输出曲线灵敏度的影响程度很大,主要由于孔道宽高比w/h造成的。正方形比长方形截面的灵敏度更低,输出曲线更平滑,更适合做芯片的孔道形式。室温下,由EGa In（镓铟合金）和Galinstan制成的芯片在性能方面并无太大差异,均可以作为良好的液态金属导体,但低温环境下,由于两种材料熔点的差异性,仅Galinstan制成的芯片能保持稳定良好的工作性能。最终设计的螺旋形芯片具有输出曲线平滑、灵敏高、重复性好的特点,且在在0—31.8k Pa应力范围内,实验结果与理论分析有很好的一致性。对于压力传感器,通过理论公式的推导,对压力传感器进行标定,在室温下标定系数K为23.71MPa,传感器曲线符合度、重复性、迟滞性等关键性能指标均符合要求,外壳的安装也将压力传感器的迟滞性由芯片的7.24%降至4.05%,并以此为基础研究低温下传感器的性能以及低温对压力传感器造成的影响。通过引入温度系数Ct说明仍能通过相同的理论公式对低温下的传感器进行标定,在-20℃～0℃的低温范围内,温度对传感器的标定影响不大,标定系数K均在25.0MPa左右。与室温环境相比,低温输出曲线有明显偏差,最大误差达到20.52%,且标定系数偏大,说明低温对传感器的影响不可忽略。此外,低温环境会对传感器重复性、迟滞性指标造成一定影响。最终,研究的Galinstan液态金属传感器具备了在低温环境下良好的工作性能。与室温条件相比,仅需对低温下的标定系数进行修正,适用范围更加广泛。