针对炮膛、航空发动机等设备对于超高温瞬态温度测量的需要,设计了一种量程达3000℃的瞬态石墨烯温度传感器,传感器由石墨烯敏感芯片、管帽、管壳三部分组成,利用管帽传热的同时进行热阻隔。使用ANSYS仿真软件对传感器管帽(传热膜片)厚度进行优化,并进行强度安全校核。结果表明:在脉宽10 ms、峰值3000℃的正弦温度冲击波作用下,管帽膜厚为2.7 mm时,该传感器可以发挥石墨烯最佳性能,且可以满足400 MPa的高强度。最后,利用仿真结果优化得到了外推对应关系。本论文设计的石墨烯MEMS温度传感器具有量程宽、针对性强、稳定性高等特点,可为石墨烯传感器应用于超高温瞬态测量领域提供可行性方案。