Bei einem Piezoelektrischen Sensor wird mittels Druck durch Ladungstrennung eine elektrische Spannung in einem Kristall erzeugt. Dies nennt man den piezoelektrischen Effekt. Durch Druck verschieben sich im Inneren des Kristalls Ionen, wodurch sich die Ladung proportional zur Kraft verändert.
Piezoelektrische Sensoren messen grundsätzlich nur Kräfte. Soll der Sensor in der Druckmeßtechnik verwendet werden muss erst der Druck proportional in eine Kraft umgewandelt werden. Bei den piezoelektrischen Drucksensoren wird der transversale Effekt ausgenutzt. Bei den piezoelektrischen Kraftsensoren wird der longitudinale Effekt ausgenutzt.
Vorteile piezoelektrischer Sensoren:
- unempfindlich gegenüber hohen Temperaturen
- keine äußere Spannungsversorgung nötig
- Wirkungsgrad der Energieumwandlung sehr hoch, wodurch man eine hohe Ausgangsspannung erhält
- mechanisch sehr starr, wodurch es nur geringfügig zu Eigenschwingungen oder Nachschwingeffekten kommt
Nachteile piezoelektrischer Sensoren:
- piezoelektrische Sensoren sind sehr hochohmig und können nur sehr kleine Ladungsmengen erzeugen, wodurch man zur Weiterverarbeitung eine sehr hohe Isolation und Signalverstärkung benötigt