Afin d'améliorer la capacité de surcharge bidirectionnelle du capteur de pression différentielle, cet article conçoit un élément sensible de pression différentielle avec une structure de membrane décalée faisceau-archipel. Cet élément sensible est composé d'une structure de membrane en silicium faisceau-archipel et d'un substrat en verre collé. La structure en faisceau réduit la concentration des contraintes, la structure en archipel améliore la rigidité de la structure ; la surface de collage du substrat en verre est conçue avec une rainure carrée et un trou passant rond, la structure décalée formée par la rainure carrée de la membrane en silicium et le substrat en verre réduit davantage la contrainte maximale. Tout d'abord, la répartition des contraintes, la sortie pleine échelle de l'élément sensible et la contrainte maximale du capteur de pression différentielle en silicium haute surcharge bidirectionnelle ont été analysées par logiciel d'éléments finis. Ensuite, la relation entre les dimensions de la structure et la pression d'éclatement a été analysée, et les dimensions de la structure à la pression d'éclatement maximale ont été déterminées par optimisation des dimensions. Enfin, un élément sensible de pression différentielle en silicium haute surcharge bidirectionnelle a été fabriqué grâce au procédé MEMS silicium. Les résultats des tests de pression montrent que la pression d'éclatement de l'élément sensible de pression différentielle en silicium haute surcharge bidirectionnelle fabriqué est de 8,5 fois l'étendue de mesure, ce qui représente une augmentation de 30,7 % par rapport à l'élément sensible de pression différentielle à structure de membrane en C traditionnel (pression d'éclatement de 6,5 fois l'étendue). Les résultats expérimentaux démontrent que la structure de membrane décalée faisceau-archipel peut efficacement améliorer la capacité de surcharge bidirectionnelle de l'élément sensible de pression différentielle.

MEMS;élément sensible de pression différentielle;éléments finis;optimisation des dimensions;capacité de surcharge