硅压阻式压力传感器都由3个基本部分组成(图2):①基体,直接承受被测应力;②波纹膜片,将被测应力传递到芯片;③芯片,检测被测应力。芯片是在硅弹性膜片上,用半导体制造技术在确定晶向制作相同的4个感压电阻,将他们连成惠斯通电桥构成了基本的压力敏感元件。
膜片即是力敏电阻的衬底,又是外加应力的承受体,所以是压力传感元件的核心部分。在硅膜片上的背面要用机械或化学腐蚀的方法加工成中间很薄的凹状,称为硅杯,在它的正面制作压阻全桥。如果硅杯是圆形的凹坑,就称为圆形膜片。膜片还有方形、矩形等多种形式。当存在外加应力时,膜片上各处受到的应力是不同的。4个桥臂电阻在模板上的位置与方向设置要根据晶向和应力来决定。
膜片的设计和制作决定了传感器的性能及量程。图2所示的是一种充油封装结构,在传感器的波纹膜片及芯片之间填充了硅油,这种结构的压力传感器已相当成熟。量程为0~100kPa至0~60MPa,工作温度为-55℃~125℃,精度为0.5%~0.1%;能够实现表压、绝压测量。