力作用时，会产生电荷，这种现象称为压电效应，主要分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指当某些特定材料（如石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等）受到机械应力作用时，其内部晶格发生变形，导致表面产生电荷，电荷量与施加的力成正比。逆压电效应则是在电场作用下，这些材料会发生机械变形，当电场移除，变形也会消失。这一特性使得压电材料成为理想的传感器元件。
压电传感器主要分为三类压电材料：压电晶体（如石英晶体）、压电陶瓷和高分子压电材料。石英晶体因其独特的晶轴特性（光轴、机械轴和电轴），在某些应用中具有优异的性能，而压电陶瓷在经过极化处理后，压电效应显著增强，压电系数远高于石英晶体，成本更低，广泛应用。高分子压电材料如聚偏二氟乙烯（PVDF）则因其柔韧性、防水性和成本效益，在某些特殊场合如大尺寸或长尺度测量中受到青睐。
压电传感器的等效电路通常包括压电元件本身及其连接的测量电路。由于压电元件内阻高、输出信号弱，因此需要连接高输入阻抗的前置放大器以提高信号的灵敏度和测量精度。多片压电材料的组合可以进一步提升传感器的性能。在实际应用中，压电传感器被广泛用于动态力、机械冲击、振动、声学、医学、力学以及航空航天等领域，以其小型、轻便和宽工作频带的特性满足了各种复杂环境下的测量需求。
压电传感器是基于材料的压电效应，将机械能转化为电能的有源传感器。其核心在于选用适当的压电材料，根据应用场景选择合适的传感器类型，并设计匹配的测量电路，以实现精确、可靠的非电量测量。
