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擴散硅壓力變送器的工作原理

擴散硅芯體是擴散硅壓力變送器工作的核心部件，其敏感元件是將P型雜質擴散到N型硅片上，形成極薄的導電P型層，焊上引線即成“擴散硅應變片"，其電氣性能是做成一個全動態的壓阻效應惠斯登電橋。它已經和彈性元件（即其N型硅基底）結合在一起，用不著再粘貼。

介質壓力通過不銹鋼隔離膜片，密封硅油傳到擴散硅膜片的一側，作用在另一側的參考壓力（大氣壓或密封壓）它們共同作用的結果使膜片的一側壓縮，另一側拉伸，壓差使電橋失衡，輸出一個與壓力變化對應的信號。電路部分，惠斯登電橋采用恒流供電，目的是使輸出不受溫度的影響，電橋的輸出信號經差分歸一化放大器放大，再經V/I轉成電流，該電流經過非線性校正環路的補償，即產生與壓力變化成線性關系的4-20mmADC標準信號輸出。工作原理如下圖所示

擴散硅壓力變送器通過把壓力信號變為電信號，再由前置放大器把此電信號放大濾波，送往CPU的A/D 轉換模塊進行模擬量到數字量的變換。最后由CPU進行數據處理并顯示及PWM輸出。

被測介質的壓力直接作用于傳感器的擴散硅膜片上，使膜片產生與介質壓力成正比的微小位移，正常工作狀態下，膜片最大位移不大于0.025毫米，電子線路檢測這一位移量后，即把這一位移量轉換成對應于這一壓力的標準工業測量信號。超壓時膜片直接貼到堅固的陶瓷基體/擴散硅上，由于膜片與基體的間隙只有0.1毫米，因此過壓時膜片的最大位移只能是0.1毫米，所以從結構上保證了膜片不會產生過大變形，該傳感器具有很好的穩定性和高可靠性。