เซ็นเซอร์ความดันเพียโซอิเล็กทริกทำงานบนหลักการของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกเกิดขึ้นเมื่อวัสดุอิเล็กทริกบางชนิดเปลี่ยนรูปภายใต้แรงในทิศทางเฉพาะ ส่งผลให้เกิดโพลาไรซ์ภายในและปรากฏประจุตรงข้ามกันบนพื้นผิวทั้งสองที่ตรงข้ามกัน เมื่อแรงถูกขจัดออกไป วัสดุจะกลับสู่สถานะไม่มีประจุ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกโดยตรง เมื่อทิศทางของแรงเปลี่ยนแปลง ขั้วของประจุก็จะเปลี่ยนไปด้วย
ในทางกลับกัน เมื่อสนามไฟฟ้าถูกป้อนไปตามทิศทางโพลาไรเซชันของวัสดุอิเล็กทริก มันจะเปลี่ยนรูป เมื่อสนามไฟฟ้าถูกลบออก ความผิดปกติจะหายไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกผกผัน เซ็นเซอร์ความดันเพียโซอิเล็กทริกมีหลายประเภทและหลายรุ่น และสามารถจำแนกได้เป็นประเภทไดอะแฟรมและลูกสูบตามรูปแบบขององค์ประกอบการตรวจจับแบบยืดหยุ่นและกลไกแบริ่ง-แรง เซ็นเซอร์ประเภทไดอะแฟรมส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเครื่อง ไดอะแฟรม และส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริก องค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกได้รับการรองรับบนตัวเครื่อง และไดอะแฟรมจะส่งความดันที่วัดได้ไปยังองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งจะส่งสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความดันที่วัดได้ เซ็นเซอร์ประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยขนาดที่เล็ก ลักษณะไดนามิกที่ดี และความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง- เทคโนโลยีการวัดสมัยใหม่ทำให้มีความต้องการประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์เพิ่มมากขึ้น
ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้เซ็นเซอร์ความดันในการวัดและเขียนแผนภาพตัวบ่งชี้ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน จะไม่อนุญาตให้มีการระบายความร้อนด้วยน้ำในระหว่างการวัด และเซ็นเซอร์จะต้องสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและมีขนาดเล็กได้ วัสดุเพียโซอิเล็กทริกเหมาะที่สุดสำหรับการพัฒนาเซ็นเซอร์ความดันดังกล่าว ควอตซ์เป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยมและมีการค้นพบเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกในนั้น วิธีการที่ค่อนข้างมีประสิทธิภาพคือการเลือกวิธีการตัดคริสตัลควอตซ์ที่เหมาะกับ-สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น ผลึกควอตซ์ที่เจียระไนแบบ XYδ (+20 องศา -+30 องศา ) สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 350 องศา ผลึกเดี่ยว LiNbO3 มีจุด Curie สูงถึง 1210 องศา ทำให้เป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริกในอุดมคติสำหรับการผลิตเซ็นเซอร์อุณหภูมิสูง-
ประเภทซิลิคอนแบบกระจาย: ความดันของตัวกลางที่วัดได้จะกระทำโดยตรงบนไดอะแฟรมของเซนเซอร์ (สแตนเลสหรือเซรามิค) ทำให้เกิดการเคลื่อน-ระดับไมโครของไดอะแฟรมตามสัดส่วนของแรงดันตัวกลาง สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานของเซ็นเซอร์ ซึ่งตรวจพบโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และแปลงเป็นสัญญาณการวัดมาตรฐานที่สอดคล้องกับความดันนั้น
ประเภทของแซฟไฟร์: โดยใช้หลักการสเตรนเกจ โดยใช้ซิลิคอน-แซฟไฟร์เป็นองค์ประกอบการตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีคุณสมบัติทางมาตรวิทยาที่ไม่มีใครเทียบได้
แซฟไฟร์ประกอบด้วยองค์ประกอบฉนวนคริสตัล-ชิ้นเดียว ซึ่งไม่มีฮิสเทรีซีส ความล้า หรือการคืบ แซฟไฟร์มีความแข็งแรงและแข็งกว่าซิลิคอน และทนทานต่อการเสียรูป แซฟไฟร์มีคุณสมบัติยืดหยุ่นและเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม (สูงถึง 1,000 องศา ) ดังนั้น องค์ประกอบการตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างโดยใช้ซิลิคอน-แซฟไฟร์จึงไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และรักษาลักษณะการทำงานที่ยอดเยี่ยมแม้ในอุณหภูมิสูง แซฟไฟร์มีความต้านทานรังสีสูง นอกจากนี้ องค์ประกอบการตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์แซฟไฟร์ซิลิคอน-ไม่มีการเบี่ยงเบน- ทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้นโดยพื้นฐาน ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำ และรับประกันผลตอบแทนสูง
เซ็นเซอร์ความดันและเครื่องส่งสัญญาณที่ทำด้วย-องค์ประกอบการตรวจจับเซมิคอนดักเตอร์แซฟไฟร์ซิลิคอนสามารถทำงานได้ตามปกติภายใต้สภาวะที่เลวร้ายที่สุด โดยแสดงความน่าเชื่อถือสูง ความแม่นยำสูง ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิน้อยที่สุด และ-ประสิทธิผลด้านต้นทุนสูง
เซ็นเซอร์และเครื่องส่งสัญญาณความดันกระเพาะอาหารประกอบด้วย-การออกแบบไดอะแฟรมคู่: ไดอะแฟรมโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับวัด และไดอะแฟรมรับโลหะผสมไทเทเนียม แผ่นเวเฟอร์แซฟไฟร์ที่พิมพ์ด้วยวงจรบริดจ์สเตรนเกจเอพิเทเชียลที่ต่างกัน จะถูกบัดกรีลงบนไดอะแฟรมวัดโลหะผสมไทเทเนียม ความดันที่วัดได้จะถูกส่งไปยังไดอะแฟรมตัวรับ (ไดอะแฟรมตัวรับและไดอะแฟรมสำหรับการวัดเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนาด้วยคันบังคับ) ภายใต้แรงกดดัน โลหะผสมไทเทเนียมที่ได้รับไดอะแฟรมจะเสียรูป การเสียรูปนี้รับรู้ได้โดยองค์ประกอบการตรวจจับแซฟไฟร์ซิลิคอน- ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเอาท์พุตของบริดจ์ ซึ่งขนาดจะเป็นสัดส่วนกับความดันที่วัดได้
วงจรเซ็นเซอร์ช่วยให้แน่ใจว่ามีการจ่ายไฟให้กับวงจรบริดจ์สเตรนเกจ และแปลงสัญญาณความไม่สมดุลใดๆ จากบริดจ์สเตรนเกจให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าเอาท์พุตที่สม่ำเสมอ (0-5, 4-20mA หรือ 0-5V) ในเซ็นเซอร์และเครื่องส่งสัญญาณความดันสัมบูรณ์ เวเฟอร์แซฟไฟร์ซึ่งเชื่อมต่อกับตัวบัดกรีแก้วที่ทำจากเซรามิก จะทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบยืดหยุ่น โดยแปลงความดันที่วัดได้เป็นการเปลี่ยนรูปของสเตรนเกจ จึงสามารถวัดความดันได้