Un senzor piezoelectric este un dispozitiv care măsoară presiunea sau deformarea folosind piezoelectricitate, un fenomen în care anumite materiale pot genera curent electric atunci când sunt deformate. Astfel, un senzor piezoelectric poate converti forța exercitată asupra acestuia prin compresie, impact, accelerare sau vibrație într-un semnal electric a cărui putere este proporțională cu puterea forței. Există o serie de materiale naturale care demonstrează acest efect, în special cuarțul și turmalina. Materialele piezoelectrice pot fi de asemenea sintetizate industrial. Materialele piezoelectrice sintetice pot fi materiale monocristaline similare cu cristalele naturale, dar cu proprietăți îmbunătățite, cum ar fi cristalele de fosfat de galiu; materiale piezoceramice, cum ar fi titanatul de zirconat de plumb (PZT), care poate fi fabricat ieftin prin sinterizare sau încălzirea ingredientelor sub formă de pulbere într-un cuptor; și polimeri, cum ar fi fluorură de poliviniliden (PVDF), care pot fi transformate în filme subțiri, flexibile.
Semnalul electric generat de senzorii piezoelectrici scade rapid după ce forța este aplicată pentru prima dată. Aceasta înseamnă că nu sunt potrivite pentru măsurarea unei forțe statice; cu toate acestea, sunt excelente la măsurarea forțelor de foarte scurtă durată, cum ar fi forțele de impact. Senzorii monocristal și piezoceramici sunt foarte rigizi și au o frecvență naturală foarte mare. Frecvența naturală a unui senzor impune limitări utilizărilor sale, deoarece erorile de măsurare vor apărea atunci când frecvența vibrației de măsurat este apropiată de cea a senzorului. Cu toate acestea, frecvența naturală ridicată a unui senzor piezoelectric îi permite să măsoare cu precizie frecvențe foarte înalte. Aceasta înseamnă că poate fi utilizat pentru a detecta modele de vibrații neobișnuite care ar putea fi cauzate de defecte ale materialelor și componentelor.
Rigiditatea ridicată a senzorilor monocristal și piezoceramic înseamnă că aceștia au adesea proprietăți fizice similare cu materialele, cum ar fi oțelul, din care sunt fabricate uneltele și mașinile. Prin urmare, senzorii pot fi încorporați în unelte și mașini ca parte a structurii lor, astfel încât să poată fi construiți cu senzori încorporați. Acest tip de senzor piezoelectric este, de asemenea, foarte robust, fiind capabil să facă față forțelor puternice de impact și să funcționeze eficient la temperaturi ridicate și este folosit în multe aplicații industriale pentru măsurarea presiunii și a tensiunii asupra materialelor. Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a măsura accelerația – atunci când un obiect accelerează, acesta exercită o forță în direcția opusă care poate fi măsurată de un senzor.
Senzorii piezoelectrici au o gamă largă de alte aplicații. O aplicație comună este în microfoane, unde forța exercitată de undele sonore este convertită în semnale electrice și înregistrată sau amplificată. Materialele piezoelectrice flexibile, ușoare, cum ar fi PVDF, pot fi utilizate în ecrane tactile și touch pad-uri și au, de asemenea, aplicații în cercetarea științifică. De exemplu, senzori mici pot fi atașați animalelor mici și chiar insectelor pentru a le monitoriza activitatea și comportamentul.