Ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας είναι μια συσκευή που μετρά την πίεση ή την καταπόνηση χρησιμοποιώντας πιεζοηλεκτρισμό, ένα φαινόμενο στο οποίο ορισμένα υλικά μπορούν να δημιουργήσουν ηλεκτρικό ρεύμα όταν παραμορφωθούν. Έτσι ένας πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας μπορεί να μετατρέψει τη δύναμη που ασκείται σε αυτόν από συμπίεση, κρούση, επιτάχυνση ή δόνηση σε ηλεκτρικό σήμα του οποίου η ισχύς είναι ανάλογη με την ισχύ της δύναμης. Υπάρχει μια σειρά από φυσικά υλικά που επιδεικνύουν αυτό το αποτέλεσμα, κυρίως ο χαλαζίας και η τουρμαλίνη. Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά μπορούν επίσης να συντεθούν βιομηχανικά. Τα συνθετικά πιεζοηλεκτρικά υλικά μπορεί να είναι μονοκρυσταλλικά υλικά παρόμοια με φυσικούς κρυστάλλους αλλά με βελτιωμένες ιδιότητες, όπως κρύσταλλοι φωσφορικού γαλλίου. πιεζοκεραμικά υλικά όπως τιτανικό μόλυβδο ζιρκονικό (PZT), το οποίο μπορεί να κατασκευαστεί φθηνά με πυροσυσσωμάτωση ή θέρμανση σε σκόνη συστατικών σε κλίβανο. και πολυμερή όπως το φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF) που μπορούν να κατασκευαστούν σε λεπτές, εύκαμπτες μεμβράνες.
Το ηλεκτρικό σήμα που παράγεται από τους πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες πέφτει γρήγορα μετά την πρώτη εφαρμογή της δύναμης. Αυτό σημαίνει ότι είναι ακατάλληλα για τη μέτρηση μιας στατικής δύναμης. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά στη μέτρηση δυνάμεων πολύ σύντομης διάρκειας, όπως οι δυνάμεις κρούσης. Οι μονοκρυσταλλικοί και πιεζοκεραμικοί αισθητήρες είναι πολύ άκαμπτοι και έχουν πολύ υψηλή φυσική συχνότητα. Η φυσική συχνότητα ενός αισθητήρα επιβάλλει περιορισμούς στις χρήσεις του, καθώς θα προκύψουν σφάλματα μέτρησης όταν η συχνότητα της δόνησης που πρόκειται να μετρηθεί είναι κοντά σε αυτήν του αισθητήρα. Ωστόσο, η υψηλή φυσική συχνότητα ενός πιεζοηλεκτρικού αισθητήρα του επιτρέπει να μετράει με ακρίβεια πολύ υψηλές συχνότητες. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ασυνήθιστων μοτίβων κραδασμών που μπορεί να προκληθούν από ελαττώματα σε υλικά και εξαρτήματα.
Η υψηλή ακαμψία των μονοκρύσταλλων και των πιεζοκεραμικών αισθητήρων σημαίνει ότι συχνά έχουν παρόμοιες φυσικές ιδιότητες με τα υλικά, όπως ο χάλυβας, από τα οποία κατασκευάζονται εργαλεία και μηχανές. Οι αισθητήρες μπορούν επομένως να ενσωματωθούν σε εργαλεία και μηχανήματα ως μέρος της δομής τους, έτσι ώστε να μπορούν να κατασκευαστούν με ενσωματωμένους αισθητήρες. Αυτός ο τύπος πιεζοηλεκτρικού αισθητήρα είναι επίσης πολύ στιβαρός, ικανός να χειρίζεται ισχυρές δυνάμεις κρούσης και να λειτουργεί αποτελεσματικά σε υψηλές θερμοκρασίες και χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές για τη μέτρηση της πίεσης και της καταπόνησης των υλικών. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της επιτάχυνσης — όταν ένα αντικείμενο επιταχύνει, ασκεί μια δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση που μπορεί να μετρηθεί από έναν αισθητήρα.
Οι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες έχουν ένα ευρύ φάσμα άλλων εφαρμογών. Μια κοινή εφαρμογή είναι στα μικρόφωνα, όπου η δύναμη που ασκείται από τα ηχητικά κύματα μετατρέπεται σε ηλεκτρικά σήματα και καταγράφεται ή ενισχύεται. Τα εύκαμπτα, ελαφριά πιεζοηλεκτρικά υλικά όπως το PVDF μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οθόνες αφής και επιφάνειες αφής, ενώ έχουν επίσης εφαρμογές στην επιστημονική έρευνα. Για παράδειγμα, μικροσκοπικοί αισθητήρες μπορούν να προσαρτηθούν σε μικρά ζώα και ακόμη και έντομα για να παρακολουθούν τη δραστηριότητα και τη συμπεριφορά τους.