压力传感器的精密测量能力源于其内部结构的协同运作。本文将从核心元件弹性薄膜的形变机制出发，解析应变片如何将机械应力转化为电信号，并介绍关键封装工艺对稳定性的保障。
弹性薄膜：压力的第一道接收器
不锈钢或陶瓷薄膜是压力传递的核心载体。当外部压力作用于薄膜表面时，会产生微米级形变，形变量与压力值呈正相关关系。
薄膜厚度通常在0.05-0.5mm之间（来源：IEEE传感器期刊），过薄可能导致破裂，过厚则降低灵敏度。航空级铝合金薄膜兼具高强度与弹性，适用于高压环境。
制造工艺需控制三点：
– 表面平整度误差≤1μm
– 热处理消除残余应力
– 边缘强化处理防疲劳断裂
应变片：形变信号的翻译官
电阻应变原理
贴附于薄膜的金属或半导体应变片通过压阻效应工作。当薄膜形变导致应变片被拉伸或压缩时，其内部晶格结构变化引发电阻值改变。
金属应变片常用康铜合金，电阻变化率约2%；半导体硅应变片灵敏度可提升50倍（来源：《传感器与微系统》），但温度稳定性较差。
惠斯通电桥电路
四组应变片构成全桥电路：
– 两片承受拉伸应力
– 两片承受压缩应力
– 输出电压差ΔV∝压力变化
此设计自动补偿温度漂移，将微弱的电阻变化放大为可测电压信号。
封装工艺：稳定性的守护者
介质隔离技术
316L不锈钢壳体内部填充硅油，通过柔性隔离膜传递压力。该设计实现三个关键防护：
– 防止腐蚀性介质直接接触敏感元件
– 缓冲压力冲击峰值
– 均衡温度梯度应力
信号处理模块
微型ASIC芯片完成核心校准：
– 非线性补偿（±0.1%FS）
– 温度漂移校正（±0.02%/℃）
– 输出信号标准化（4-20mA/0-5V）
