擴散硅壓力傳感器的工作原理，是基于硅膜片上單晶硅的壓阻效應(yīng)，通過惠斯通電橋?qū)毫σ鸬碾娮枳兓D(zhuǎn)換為電信號輸出。為了保護脆弱的硅膜片，工業(yè)用擴散硅壓力傳感器通常采用隔離膜片結(jié)構(gòu)。壓力通過一個耐腐蝕的隔離膜片（如316L不銹鋼、哈氏合金等）傳遞，膜片間的密封腔內(nèi)填充硅油或其他傳遞液，將壓力無損失地傳遞到內(nèi)部的硅感壓膜片上。
1、核心元件：硅膜片
傳感器核心是一片非常?。ㄎ⒚准墸┑膯尉Ч枘てǜ袎耗て?，通常通過微機械加工技術(shù)（MEMS）制作在硅基座上。
2、壓敏電阻：
在硅膜片的特定位置（通常在邊緣應(yīng)力最大處），利用半導(dǎo)體摻雜工藝（如離子注入或擴散）制作四個性能高度一致的壓敏電阻（Piezoresistor）。
3、惠斯通電橋：
這四個壓敏電阻以特定方向（兩個沿徑向，兩個沿切向）布置在硅膜片上，被連接成一個惠斯通電橋電路。在無壓力狀態(tài)下，電橋處于平衡狀態(tài)（輸出電壓為零）。
4、壓阻效應(yīng)：
核心原理： 當(dāng)壓力（P）施加在膜片一側(cè)時，膜片發(fā)生微小的形變（彎曲）。
電阻變化： 硅材料具有顯著的壓阻效應(yīng)。形變導(dǎo)致硅晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)變（拉伸或壓縮），從而改變了膜片上壓敏電阻的電阻值（ΔR）。通常，膜片中心受壓時，邊緣兩個電阻受拉伸阻值增加（R↑），另外兩個受壓縮阻值減?。≧↓）。
5、電橋失衡與輸出：
被測壓力通過隔離膜片和硅油傳遞至硅片，電阻的變化（ΔR）破壞了惠斯通電橋的平衡。電橋的輸出端（通常稱為+Out和-Out或Sig+和Sig-）會產(chǎn)生一個與所施加壓力成正比的微小差分電壓信號（mV級別）。
6、信號處理（通常在變送器內(nèi)）：
這個微弱的mV信號會被傳感器內(nèi)部或外部的信號調(diào)理電路（放大、線性化、溫度補償、標(biāo)準(zhǔn)化）處理，最終轉(zhuǎn)換成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號（如4-20mA電流信號、0-5V/0-10V電壓信號、數(shù)字信號等），方便后續(xù)的PLC、DCS或顯示儀表讀取。
7、溫度補償：
硅的壓阻效應(yīng)和電阻本身對溫度敏感。因此，傳感器內(nèi)部會集成溫度敏感元件（如熱敏電阻），并通過補償電路或軟件算法來修正溫度漂移帶來的誤差。
總結(jié)原理鏈：壓力(P) -> 感壓膜片形變 -> 壓敏電阻應(yīng)變 -> 電阻變化(ΔR) -> 惠斯通電橋失衡 -> 產(chǎn)生差分電壓(ΔV) -> 信號調(diào)理 -> 標(biāo)準(zhǔn)輸出信號
