为了产生有用的输出信号，我们的传感器依赖于压电效应。(“Piezo”是希腊语，意思是“挤压”。)当压电元件受到外力拉紧时，移位的电荷积聚在相对的表面上。图1示出了由于天然压电石英晶体中晶格偏转引起的电荷位移。较大的圆圈代表硅原子，而较小的圆圈代表氧气。结晶石英，无论是天然的还是高品质的再加工形式，都是***灵敏，***稳定的压电材料之一。

　　除石英晶体外，PCB还采用人造，多晶，压电陶瓷。这些材料通过施加大电场而被迫变成压电，产生极高的电荷输出。该特性非常适合用于低噪声测量系统。表1中列出了其他优点/缺点，其中示出了每种压电材料的比较。

　　压电传感器中可以使用许多不同尺寸和形状的压电材料。作为真正的精密弹簧，图2中所示的不同元件配置提供各种优点和缺点。(红色表示压电晶体，而箭头表示材料是如何受压的。加速度计通常具有以灰色表示的震动质量。下一节将给出更完整的传感器结构描述。)压缩设计具有高刚性，使其可用于高频压力和力传感器。它的缺点是它对热瞬态有些敏感。弯曲设计的简单性被其窄频率范围和低过冲生存能力所抵消。

　　图2：材料配置

　　刚度值大约为15E6 psi(104E9 N / m2)，与许多金属类似，压电材料产生高输出且应变非常小。换句话说，压电传感元件基本上没有偏转并且通常被称为固态器件。正是由于这个原因，压电传感器非常坚固，并且在宽幅度范围内具有出色的线性度。实际上，当与适当设计的信号调节器耦合时，压电传感器通常具有大约120dB的动态幅度范围(即：***大测量范围与噪声比)。这意味着单个加速度计可以测量低至0.0001 g至高达100 g的加速度水平!

　　关于压电材料的***后一个重要注意事项是它们只能测量动态或变化的事件。压电传感器不能测量连续静态事件，如惯性制导，气压或重量测量的情况。静态事件将导致初始输出，此信号将根据压电材料或连接的电子时间常数缓慢衰减(或消失)。该时间常数对应于一阶高通滤波器，并且基于器件的电容和电阻。该高通滤波器***终决定了器件的低频截止或测量极限。