壓差液位變送器,，單橋和彈性元件（即其N型硅基底）結(jié)合在一起,。介質(zhì)壓力通過密封硅油傳到硅膜片的正腔側(cè)，與作用在負(fù)腔側(cè)的介質(zhì)形成壓差,，它們共同作用的結(jié)果使膜片的一側(cè)壓縮,，另一側(cè)拉伸，壓差使電橋失衡,，輸出一個(gè)與壓力變化對應(yīng)的信號,。惠斯登電橋的輸出信號經(jīng)電路處理后,，即產(chǎn)生與壓力變化成線性關(guān)系的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號輸出,。 

對于表壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)通常通大氣,，以大氣壓作為參考壓力,；對于絕壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)通常為真空室,，以決對真空作為參考壓力,；對于差壓傳感器，其負(fù)腔側(cè)的導(dǎo)壓介質(zhì)通常和正腔側(cè)相同,，如硅油,、氟油,、植物油等。  
                              
壓差液位變送器位,，導(dǎo)致發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的測量偏差,；當(dāng)壓差P達(dá)到或超過測量硅膜片能承受的ZUI高應(yīng)力σb后，測量硅膜片破裂,，直接導(dǎo)致傳感器損壞,。因此，通過阻止或削弱外界的過載壓差P直接傳遞到測量硅膜片上,，可以有效保護(hù)傳感器的測量精度和壽命,。這就引出了對單晶硅芯片進(jìn)行過載保護(hù)設(shè)計(jì)的問題。 


圖3  帶過載保護(hù)的差壓傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 

如圖4,、圖5所示,，當(dāng)有超過差壓測量硅膜片允許工作范圍的差壓出現(xiàn)時(shí)，中心隔離移動膜片向低壓一側(cè)移動,，并使高壓一側(cè)的外界隔離膜片和腔室內(nèi)壁重合,，從而使得高壓側(cè)硅油全部趕入腔室內(nèi)，無法向單晶硅芯片進(jìn)一步傳遞更高的壓力值,，在單晶硅芯片上避免了超高壓的發(fā)生,，有效地實(shí)現(xiàn)了保護(hù)單晶硅芯片的目的。 

圖4  正腔過載示意圖                                                            圖5  負(fù)腔過載示意圖 

這種抗過載設(shè)計(jì)方法有效的保護(hù)了單晶硅芯片的*工作穩(wěn)定性,，尤其在有水錘現(xiàn)象存在的工況場合更加能夠突出其*性。


由于單晶硅芯片的輸出信號量較大,，在5V的恒壓源激勵(lì)下其典型的量程輸出到達(dá)了100mV,，這樣對于后端的電子電路和軟件較為容易實(shí)現(xiàn)信號補(bǔ)償和放大處理。相比于金屬電容式壓力,、差壓變送器,，單晶硅原理的壓力、差壓變送器的量程比性能非常*,，其常用壓力變送器的量程可調(diào)比達(dá)到了100:1,，微差壓變送器的可調(diào)量程比達(dá)到10:1。經(jīng)量程壓縮后仍能保持較高的基本精度,，大幅拓寬了單晶硅壓力變送器的可調(diào)節(jié)范圍,，對用戶的應(yīng)用較為方便和有意義。