Пиезоелектрични сензори притиска раде на принципу пиезоелектричног ефекта. Пиезоелектрични ефекат настаје када се одређени диелектрични материјали деформишу под дејством силе у одређеном правцу, што резултира унутрашњом поларизацијом и појавом супротних наелектрисања на њихове две супротне површине. Када се сила уклони, материјал се враћа у своје ненаелектрисано стање; ова појава се назива директни пиезоелектрични ефекат. Када се промени смер силе, мења се и поларитет наелектрисања.
Насупрот томе, када се електрично поље примени дуж смера поларизације диелектричног материјала, оно се деформише; када се електрично поље уклони, деформација нестаје; ова појава се назива инверзни пиезоелектрични ефекат. Пиезоелектрични сензори притиска долазе у многим типовима и моделима, и могу се класификовати на мембранске и клипне типове на основу облика еластичног сензорског елемента и механизма{1}}носа силе. Сензори типа дијафрагме се углавном састоје од тела, дијафрагме и пиезоелектричног елемента. Пиезоелектрични елемент је ослоњен на тело, а дијафрагма преноси измерени притисак на пиезоелектрични елемент, који затим емитује електрични сигнал који је пропорционалан измереном притиску. Овај тип сензора карактерише мала величина, добре динамичке карактеристике и висока{5}отпорност на температуру. Модерна технологија мерења поставља све веће захтеве за перформансе сензора.
На пример, када се користе сензори притиска за мерење и цртање дијаграма индикатора мотора са унутрашњим сагоревањем, током мерења није дозвољено хлађење водом, а сензор мора бити у стању да издржи високе температуре и да буде мале величине. Пиезоелектрични материјали су најпогоднији за развој таквих сензора притиска. Кварц је одличан пиезоелектрични материјал и у њему је откривен пиезоелектрични ефекат. Релативно ефикасан метод је одабир методе резања кристала кварца погодног за услове високе{3}}температуре; на пример, КСИδ (+20 степен -+30 степен) резани кристали кварца могу да издрже температуре до 350 степени. Монокристали ЛиНбО3 имају Киријеву тачку до 1210 степени, што их чини идеалним пиезоелектричним материјалом за производњу сензора за високе{10}температуре.
Тип дифузног силицијума: Притисак измереног медијума делује директно на дијафрагму сензора (нерђајућег челика или керамике), изазивајући микро-померање мембране пропорционално притиску медијума. Ово узрокује промену вредности отпора сензора, коју детектује електронска кола и претвара у стандардни мерни сигнал који одговара том притиску.
Тип сафира: Користећи принцип мерача напрезања, користи силицијум{0}}сафир као полупроводнички сензорски елемент, који поседује метролошке карактеристике без премца.
Сафир се састоји од једног{0}}кристалног изолационог елемента, који не показује хистерезу, замор или пузање. Сафир је јачи и тврђи од силицијума, отпоран је на деформације. Сафир има одличну еластичност и изолациона својства (до 1000 степени). Због тога су полупроводнички сензори направљени од силицијум-сафира неосетљиви на промене температуре и одржавају одличне радне карактеристике чак и на високим температурама. Сафир има јаку отпорност на зрачење. Штавише, сензорни елементи од силицијум-сафирних полупроводника немају п-н помак, што у основи поједностављује процес производње, побољшава поновљивост и обезбеђује висок принос.
Сензори притиска и предајници направљени од силицијум-сафирних полупроводничких сензорских елемената могу нормално да раде у најтежим условима, показујући високу поузданост, високу прецизност, минималну температурну грешку и високу -ефикасност.
Сензори и трансмитери желудачног притиска састоје се од дизајна двоструке-дијафрагме: мерне дијафрагме од легуре титанијума и пријемне мембране од легуре титанијума. Сафирна плочица штампана хетерогеним епитаксијалним мостним колом мерача напрезања залемљена је на мерну дијафрагму од легуре титанијума. Измерени притисак се преноси на пријемну мембрану (прихватна мембрана и мерна дијафрагма су безбедно повезане споном). Под притиском, легура титанијума која прима дијафрагму се деформише. Ову деформацију детектује сензорски елемент од силицијум-сафира, што изазива промену у излазу моста, чија је величина пропорционална измереном притиску.
Коло сензора обезбеђује напајање струјног кола моста мерача напрезања и претвара било који сигнал неравнотеже са моста мерача напрезања у уједначен излаз електричног сигнала (0-5, 4-20мА или 0-5В). У сензорима и трансмитерима апсолутног притиска, сафирна плочица, повезана са стакленим лемом на бази керамике, делује као еластични елемент, претварајући измерени притисак у деформацију мерача напрезања, чиме се постиже мерење притиска.