在2088压力变送器中，金属电阻应变片精度较高、性能较为稳定，被广泛应用。不过，这类传感器存在灵敏系数小的缺点，为了克服这一缺点，半导体应变片随之出现。用半导体材料制作而成的应变片称为压力变送器，其中，2088扩散硅压力变送器因具有频率响应高、精度高、灵敏度高、可靠性高等优点而被广泛采用。文章在扩散硅压力变送器具有压阻效应工作原理的基础上，借助扩散硅压力变送器的实训装置进行气压差的测量。
力或2088压力传感器的主要作用是检测液体或气体流的压力值或压力差，不仅在工业生产或在自控过程中应用极为广泛，而且在电力行业、铁路交通、航空航天、石油化工、管道等诸多行业发挥着必不可缺的作用。压力传感器除了能够直接进行压力大小的测量之外，还能间接检测液体或气体的流量、流速或水面高度、海拔高度等，它的工作原理是可以将液体或气体的压力这种物理量或非电量直接转换为电信号输出或便于观察、测量或采集。
在诸多力或压力传感器中，2088扩散硅压力变送器作为其中的一种，它具有体积小、结构简单、动态响应好、灵敏度高等优点，因此被多场合中利用。压阻式压力传感器的定义：利用半导体硅材料本身具有的压阻效应和集成电路技术融合在一起制成的传感器。半导体硅材料在受到压力或者拉力的作用后，它的电阻率会改变，然后通过集成电路或信号调理转换电路就可以输出与相应的拉力或压力大小变化成正比的电信号。压阻式压力传感器广泛应用于拉力、压力、压力差这些物理量的测量场合中，另外还可以应用在这些力能够转化为的其他物理量的检测中，比如液位、重量、应变、速度、真空度、流量等。
1.2088扩散硅压力变送器的工作原理
当半导体硅材料受到力的作用时，原子点阵发生变化，也就是晶格的间距改变，而后致使硅材料的载流子迁移率改变、浓度大小发生变化，扰动了载流子的横向分布结构和纵向分布结构，最终导致材料的电阻率发生变化，以上便是半导体硅材料压阻效应的详细阐述。同样被广泛采用的一种压力传感器，即电阻应变式传感器，与压阻式压力传感器相比较而言，两者之间的工作过程或工作原理在本质上有所不同，半导体硅压阻压力传感器的压阻效应与金属应变片的应变效应两者区别：前者输出的电量即电阻值的变化主要取决于材料电阻率的变化，而后者输出的电量即电阻值的变化依赖于材料几何尺寸的变化（应变）。半导体硅材料的灵敏度较高，它的灵敏度是金属应变片的50～100倍。1954年史密斯一边潜心研究半导体硅材料的压阻效应，一边利用它制作压力传感器。前期研究出的硅压力传感器与半导体应变计较为相似，后经发展研究，采用扩散或离子注入法又在N型的硅片内掺入P型的杂质，定制出电阻条，在电阻条后面搭配连接上合适的电桥电路，制作成集成芯片。与电阻应变片的使用方法一样，芯片并不能独立使用完成测量工作，同样需要将其牢牢粘贴在弹性元件上才能感知被测压力大小的变化。2088扩散硅压力变送器就是指利用上述所说的芯片作为敏感元件制作的一种传感器。
2.2088扩散硅压力变送器
在实验过程中，需要将压阻式压力传感器的压阻芯片封装在一个外壳里面，将周边固定，制作成一个硅杯结构。在圆形的硅膜片上，用上文中所说的扩散或离子注入掺杂法做成四个阻值大小相等的电阻条，在受到压应力的范围内放入其中两片，另外两片固定于受拉应力范围中，共同组成一个惠斯登电桥测量电路，电桥电源端和输出端引出电阻条，将以上所述的结构利用集成电路的制作方法封装，即可得2088扩散硅压力变送器。硅膜片被一个圆形的硅杯封装以后，在它的两边各连接着一个压力腔，其中一个与被测压力相连，此侧为高压腔，另一侧与参考压力（通常为大气）相通，此侧为低压腔。当两侧的压力大小不同即两侧气压存在差值时，导致被夹在中间的硅膜片发生变形，从而使两对电阻的阻值大小发生变化，导致电桥失衡，也就是电桥的平衡状态被打破，最后输出的电量差即能直接反映膜片两侧感受的气压差值为多大。
图1中为本文所做实验的接线原理。如图1所示，扩散硅压阻压力传感器有4个引出端口，其中一个端口需要连接到Uo+，一个端口需要连接到Uo-，一个端口需要接地，还有一个端口需要接入+5V电源。当一侧的气压大于另一侧时，输出为正；反之，输出为负。
3.差压测量系统
文章测量差压的实验借助THSCCG-1型传感器技术实训装置和2088扩散硅压力变送器实训模块进行实验研究。扩散硅压力传感器的实验连接线路图如图2所示。
实验内容和实验步骤如下。
1）将实验模块需要供电的端口接入实验装置台上的直流稳压电源，将实验模块的输出端口接到实验装置控制台上的直流电压表，选择相应的档位，检查电源线连接无误后，打开实训台总开关。
2）将差动放大器的输入端Ui用导线短路连接，调节实验模块下的Rw2旋钮到适当位置，然后调节Rw3，使直流电压表在最低档位的状态下读数为零，然后将Ui端的短路导线
取下。
3）将实验模块上的两个气室活塞退回到小孔后面，使两个气压计的指针均指示在“零”刻度，即两个气室内的压力相对大气压均为0，将图中MPX10的输出端Uo+和Uo-与差动放大器的输入端Ui相连，调节实验模块下面Rw1旋钮，使直流电压表在最低档的状态下显示零。
4）整个过程中保持负压力P2一直为零，逐渐增大正压力P1的值，每隔一定间隔记录实验模块输出端Uo2的电压值。直到P1的压力值达到最大。
5）保持正压力P1为最大压力值，逐渐增大负压力P2的压力值，每隔一定的压力值记下实验模块输出端Uo2的电压值。直到压力P2达到最大值。
6）保持负压力P2为最大压力值，逐渐减小正压力P1值，每隔一定的压力值大小记录模块输出端Uo2的电压值。直到P1的压力为0。
7）保持负压力P1为0MPa，逐渐减小正压力P2的压力值，每隔一定间隔记下模块输出端Uo2的电压值。直到P2的压力为0。
8）实验完毕，断开实训台总开关，将实验设备摆放整齐。
4.结束语
根据实验记录的几组数据，计算压力传感器的输入P（P1-P2）——输出Uo2所得的两条曲线是近似趋于直线的，且一条曲线经过零点和第一、第三象限，另外一条曲线经过
零点和第二、第四象限。经该实验研究表明，2088扩散硅压力变送器的应变——电阻特性曲线在数百微的应变范围内呈线性，而在较大的应变范围内则出现非线性。经查可知，为了提高硅等半导体材料应变片应变——电阻曲线的线性度，通常对需要粘贴应变片的膜片预先施加压缩应变。
