Penderia tekanan piezoelektrik beroperasi pada prinsip kesan piezoelektrik. Kesan piezoelektrik berlaku apabila bahan dielektrik tertentu berubah bentuk di bawah daya dalam arah tertentu, mengakibatkan polarisasi dalaman dan penampilan cas bertentangan pada dua permukaan bertentangan mereka. Apabila daya dikeluarkan, bahan itu kembali ke keadaan tidak bercas; fenomena ini dipanggil kesan piezoelektrik langsung. Apabila arah daya berubah, kekutuban cas juga berubah.
Sebaliknya, apabila medan elektrik digunakan sepanjang arah polarisasi bahan dielektrik, ia berubah bentuk; apabila medan elektrik dikeluarkan, ubah bentuk hilang; fenomena ini dipanggil kesan piezoelektrik songsang. Penderia tekanan piezoelektrik terdapat dalam pelbagai jenis dan model, dan boleh dikelaskan kepada jenis diafragma dan omboh berdasarkan bentuk elemen penderiaan anjal dan mekanisme galas-daya. Penderia jenis diafragma terutamanya terdiri daripada badan, diafragma dan elemen piezoelektrik. Elemen piezoelektrik disokong pada badan, dan diafragma menghantar tekanan yang diukur ke elemen piezoelektrik, yang kemudiannya mengeluarkan isyarat elektrik yang berkadar dengan tekanan yang diukur. Penderia jenis ini dicirikan oleh saiznya yang kecil, ciri dinamik yang baik dan rintangan suhu-tinggi. Teknologi pengukuran moden meletakkan permintaan yang semakin tinggi terhadap prestasi penderia.
Contohnya, apabila menggunakan penderia tekanan untuk mengukur dan memplot gambar rajah penunjuk enjin pembakaran dalaman, penyejukan air tidak dibenarkan semasa pengukuran, dan penderia mesti mampu menahan suhu tinggi dan bersaiz kecil. Bahan piezoelektrik paling sesuai untuk membangunkan penderia tekanan sedemikian. Kuarza adalah bahan piezoelektrik yang sangat baik, dan kesan piezoelektrik ditemui di dalamnya. Kaedah yang agak berkesan ialah memilih kaedah pemotongan kristal kuarza yang sesuai untuk-keadaan suhu tinggi; contohnya, hablur kuarza potong XYδ (+20 darjah -+30 darjah) boleh menahan suhu sehingga 350 darjah . Kristal tunggal LiNbO3 mempunyai titik Curie setinggi 1210 darjah , menjadikannya bahan piezoelektrik yang ideal untuk menghasilkan{10}}penderia suhu tinggi.
Jenis silikon tersebar: Tekanan medium yang diukur bertindak terus pada diafragma penderia (keluli tahan karat atau seramik), menyebabkan anjakan mikro-diafragma yang berkadar dengan tekanan sederhana. Ini menyebabkan perubahan dalam nilai rintangan sensor, yang dikesan oleh litar elektronik dan ditukar kepada isyarat ukuran standard yang sepadan dengan tekanan tersebut.
Jenis nilam: Dengan menggunakan prinsip tolok terikan, ia menggunakan silikon-nilam sebagai elemen penderia semikonduktor, yang mempunyai ciri metrologi yang tiada tandingan.
Nilam terdiri daripada satu-elemen penebat kristal, tidak menunjukkan histerisis, keletihan atau rayapan. Nilam adalah lebih kuat dan lebih keras daripada silikon, dan tahan terhadap ubah bentuk. Nilam mempunyai sifat keanjalan dan penebat yang sangat baik (sehingga 1000 darjah ). Oleh itu, elemen penderiaan semikonduktor yang dibuat menggunakan silikon-nilam tidak sensitif terhadap perubahan suhu dan mengekalkan ciri pengendalian yang sangat baik walaupun pada suhu tinggi. Nilam mempunyai rintangan sinaran yang kuat. Tambahan pula, elemen penderiaan semikonduktor nilam silikon-tidak mempunyai p-n drift, secara asasnya memudahkan proses pembuatan, meningkatkan kebolehulangan dan memastikan hasil yang tinggi.
Penderia tekanan dan pemancar yang dibuat dengan elemen penderiaan semikonduktor nilam{0} silikon boleh beroperasi secara normal dalam keadaan yang paling teruk, menunjukkan kebolehpercayaan yang tinggi, ketepatan yang tinggi, ralat suhu minimum dan keberkesanan kos yang tinggi-.
Penderia dan pemancar tekanan gastrik terdiri daripada reka bentuk dwi-diafragma: Aloi titanium pengukur diafragma dan aloi titanium menerima diafragma. Wafer nilam yang dicetak dengan litar jambatan tolok terikan epitaxial heterogen dipateri pada aloi titanium berukuran diafragma. Tekanan yang diukur dihantar ke diafragma penerima (diafragma penerima dan diafragma pengukur disambungkan dengan selamat dengan batang pengikat). Di bawah tekanan, aloi titanium yang menerima diafragma berubah bentuk. Ubah bentuk ini dirasai oleh unsur penderiaan nilam-silikon, menyebabkan perubahan dalam output jambatan, yang magnitudnya adalah berkadar dengan tekanan yang diukur.
Litar penderia memastikan bekalan kuasa kepada litar jambatan tolok terikan dan menukar sebarang isyarat ketidakseimbangan daripada jambatan tolok terikan kepada output isyarat elektrik yang seragam (0-5, 4-20mA atau 0-5V). Dalam penderia dan pemancar tekanan mutlak, wafer nilam, disambungkan kepada pateri kaca berasaskan seramik, bertindak sebagai elemen kenyal, menukar tekanan yang diukur kepada ubah bentuk tolok terikan, dengan itu mencapai pengukuran tekanan.