برای اندازهگیری الکترونیکی فشار، به سنسوری نیاز است که فشار در حال اندازهگیری را ثبت کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. به دلیل سیگنالهای خروجی بزرگ و فرآیندهای تولیدی تثبیت شده و همچنین سالها تجربه، فناوری پیزومقاومتی در اندازهگیری فشار، تثبیت شده و مورد قبول است.
سنجش مقاومتی فشار بر اساس مقاومتی الکتریکی است که مقدار مقاومت آن به عنوان تابعی از فشار در حال اندازهگیری تغییر میکند.
مقاومتهای اندازهگیرنده با یک دیافراگم حساس به فشار ترکیب شدهاند و با توجه به شدت فشار، کشیده (مقاومت الکتریک در حال افزایش است) یا فشرده میشوند (مقاومت الکتریک در حال کاهش است).
هرچه فشار بیشتر باشد، دیافراگم بیشتر تغییر شکل میدهد، یعنی گستره تغییرات مقاومت به طور مستقیم به فشار وابسته است.
به علاوه، با مقاومت پیزو مقاومتی، تنش مکانیکی موقع کشیده یا فشرده شدن، منجر به تغییر در رسانایی الکتریکی میشود. این اثر پیزو مقاومتی بر اساس جابجایی موقعیت اتمی است که به طور مستقیم بر انتقال بار الکتریکی تاثیر میگذارد. تغییر مقاومت ناشی از تغییر در رسانایی الکتریکی میتواند بسیار بیشتر از تغییر ناشی از تغییر شکل خالص باشد.
مبنای تراشهی سنسور پیزومقاومتی، یک دیسک کریستالی سیلیکونی با ضخامتی کمتر از یک میلیمتر است که به آن ویفر (Wafer) گفته میشود.
اتمهای خارجی در نقاط خاصی بر سطح آن قرار میگیرند. این نواحی آلوده شده در سیلیکون، مقاومتهای پیزومقاومتی را ایجاد میکنند.
در گام بعد، ویفر بر مبنای محلیسازیشده نازک میشود، به گونهای که دیافراگمها به طور مستقیم در سیلیکون تشکیل میشوند. اگر دیافراگم دفرمه شود، مقدار مقاومت با توجه به جایگاه آن، افزایش یا کاهش مییابد. سپس پشت سیلیکون محکم به یک شیشه متصل میشود.
برای سنسورهای فشار مطلق، این مساله یک فضای بسته مرجع در خلاء ایجاد میکند. هنگامی که فشار نسبی اندازهگیری میشود، پشت شیشه یک حفره مرجع دارد.
برای ایزوله ساختن تراشههای سنسور از سیالی که قرار است اندازهگیری شود، سنسورها در یک بدنه فلزی محافظ در برابر فشار قرار میگیرند که با روغن پر شده و جلوی آن با یک دیافراگم نازک سیل (مهر و موم) شده است. سپس فشار از طریق این دیافراگم به تراشه سنسور منتقل میشود و روغن به عنوان واسطهی انتقال عمل میکند.
سلولهای ایزوله اندازهگیری فشار، به لطف چند منظوره بودن، نقشی برجسته دارند:
با انواع مختلف سیالها (حتی سیالهای مهاجم) سازگار هستند و بازهی وسیعی از فشار را پوشش میدهند.
این کاربردهای متنوع بالقوه، سلول ایزوله پیزومقاومتی اندازهگیری فشار را با مزایای فناوری پیزومقاومتی ترکیب میکند: نبود هیچ اثری از فرسودگی حتی پس از تحمل تعداد زیادی از سیکلهای فشار، ثبات فوقالعاده بلندمدت و بدون هیسترزیس. در نهایت، ساختار منحصر به فرد پوشش، انعطافپذیری بزرگی را برای گسترهی وسیعی از کاربردها، حتی در محیطهای بحرانی فراهم میسازد.