压差液位变送器，单桥和弹性元件（即其N型硅基底）结合在一起。介质压力通过密封硅油传到硅膜片的正腔侧，与作用在负腔侧的介质形成压差，它们共同作用的结果使膜片的一侧压缩，另一侧拉伸，压差使电桥失衡，输出一个与压力变化对应的信号。惠斯登电桥的输出信号经电路处理后，即产生与压力变化成线性关系的4-20mA标准信号输出。 

对于表压传感器，其负腔侧通常通大气，以大气压作为参考压力；对于绝压传感器，其负腔侧通常为真空室，以决对真空作为参考压力；对于差压传感器，其负腔侧的导压介质通常和正腔侧相同，如硅油、氟油、植物油等。  
                              
压差液位变送器位，导致发生不可逆转的测量偏差；当压差P达到或超过测量硅膜片能承受的ZUI高应力σb后，测量硅膜片破裂，直接导致传感器损坏。因此，通过阻止或削弱外界的过载压差P直接传递到测量硅膜片上，可以有效保护传感器的测量精度和寿命。这就引出了对单晶硅芯片进行过载保护设计的问题。 


图3  带过载保护的差压传感器结构示意图 

如图4、图5所示，当有超过差压测量硅膜片允许工作范围的差压出现时，中心隔离移动膜片向低压一侧移动，并使高压一侧的外界隔离膜片和腔室内壁重合，从而使得高压侧硅油全部赶入腔室内，无法向单晶硅芯片进一步传递更高的压力值，在单晶硅芯片上避免了超高压的发生，有效地实现了保护单晶硅芯片的目的。 

图4  正腔过载示意图                                                            图5  负腔过载示意图 

这种抗过载设计方法有效的保护了单晶硅芯片的*工作稳定性，尤其在有水锤现象存在的工况场合更加能够突出其*性。


由于单晶硅芯片的输出信号量较大，在5V的恒压源激励下其典型的量程输出到达了100mV，这样对于后端的电子电路和软件较为容易实现信号补偿和放大处理。相比于金属电容式压力、差压变送器，单晶硅原理的压力、差压变送器的量程比性能非常*，其常用压力变送器的量程可调比达到了100:1，微差压变送器的可调量程比达到10:1。经量程压缩后仍能保持较高的基本精度，大幅拓宽了单晶硅压力变送器的可调节范围，对用户的应用较为方便和有意义。