Piezoelektrické snímače tlaku pracujú na princípe piezoelektrického javu. Piezoelektrický efekt nastáva, keď sa určité dielektrické materiály deformujú pôsobením sily v určitom smere, čo vedie k vnútornej polarizácii a vzniku opačných nábojov na ich dvoch protiľahlých povrchoch. Po odstránení sily sa materiál vráti do nenabitého stavu; tento jav sa nazýva priamy piezoelektrický jav. Keď sa zmení smer sily, zmení sa aj polarita nábojov.
Naopak, keď sa elektrické pole aplikuje pozdĺž smeru polarizácie dielektrického materiálu, deformuje sa; keď je elektrické pole odstránené, deformácia zmizne; tento jav sa nazýva inverzný piezoelektrický jav. Piezoelektrické tlakové snímače sa dodávajú v mnohých typoch a modeloch a možno ich rozdeliť na membránové a piestové na základe tvaru pružného snímacieho prvku a mechanizmu ložísk -sily. Senzory membránového typu pozostávajú hlavne z tela, membrány a piezoelektrického prvku. Piezoelektrický prvok je podopretý na tele a membrána prenáša nameraný tlak na piezoelektrický prvok, ktorý potom vydáva elektrický signál, ktorý je úmerný nameranému tlaku. Tento typ snímača sa vyznačuje malými rozmermi, dobrými dynamickými charakteristikami a vysokou-teplotnou odolnosťou. Moderná meracia technika kladie čoraz vyššie požiadavky na výkon snímača.
Napríklad pri použití tlakových snímačov na meranie a vykresľovanie indikátorového diagramu spaľovacieho motora nie je počas merania povolené chladenie vodou a snímač musí odolávať vysokým teplotám a musí mať malé rozmery. Na vývoj takýchto snímačov tlaku sú najvhodnejšie piezoelektrické materiály. Kremeň je vynikajúci piezoelektrický materiál a bol v ňom objavený piezoelektrický efekt. Pomerne účinnou metódou je vybrať metódu rezania kryštálom kremeňa vhodnú pre vysoké-teplotné podmienky; napríklad XYδ (+20 stupeň -+30 stupeň ) brúsené kryštály kremeňa vydržia teploty až do 350 stupňov . Monokryštály LiNbO3 majú Curieov bod vysoký až 1210 stupňov, čo z nich robí ideálny piezoelektrický materiál na výrobu vysokoteplotných{10} senzorov.
Typ difúzneho kremíka: Tlak meraného média pôsobí priamo na membránu snímača (nehrdzavejúca oceľ alebo keramika), čo spôsobuje mikro-posunutie membrány úmerné tlaku média. To spôsobí zmenu hodnoty odporu snímača, ktorá je detekovaná elektronickými obvodmi a prevedená na štandardný merací signál zodpovedajúci tomuto tlaku.
Typ zafír: Využíva princíp tenzometra a ako polovodičový snímací prvok využíva kremíkový-zafír, ktorý má jedinečné metrologické vlastnosti.
Zafír sa skladá z jedného-kryštálového izolačného prvku, ktorý nevykazuje žiadnu hysterézu, únavu ani tečenie. Zafír je pevnejší a tvrdší ako kremík a je odolný voči deformácii. Zafír má vynikajúcu elasticitu a izolačné vlastnosti (až 1000 stupňov). Polovodičové snímacie prvky vyrobené s použitím silikónového-zafíru sú preto necitlivé na zmeny teploty a zachovávajú si vynikajúce prevádzkové vlastnosti aj pri vysokých teplotách. Zafír má silnú odolnosť voči žiareniu. Okrem toho, kremíkové-zafírové polovodičové snímacie prvky nemajú žiadny posun p{9}}n, čo zásadne zjednodušuje výrobný proces, zlepšuje opakovateľnosť a zaisťuje vysoký výnos.
Tlakové snímače a vysielače vyrobené zo silikónových-zafírových polovodičových snímacích prvkov môžu normálne fungovať aj v tých najdrsnejších podmienkach, pričom vykazujú vysokú spoľahlivosť, vysokú presnosť, minimálnu teplotnú chybu a vysokú nákladovú-efektívnosť.
Senzory a vysielače žalúdočného tlaku pozostávajú z duálnej{0}}membrány: meracej membrány z titánovej zliatiny a prijímacej membrány z titánovej zliatiny. Zafírový plátok potlačený heterogénnym epitaxným mostíkovým obvodom tenzometra je prispájkovaný na meraciu membránu z titánovej zliatiny. Nameraný tlak sa prenáša na prijímaciu membránu (prijímacia membrána a meracia membrána sú bezpečne spojené spojovacou tyčou). Pod tlakom sa prijímacia membrána z titánovej zliatiny deformuje. Táto deformácia je snímaná kremíkovým-zafírovým snímacím prvkom, čo spôsobuje zmenu na výstupe mostíka, ktorej veľkosť je úmerná nameranému tlaku.
Obvod snímača zaisťuje napájanie obvodu mostíka tenzometra a prevádza akýkoľvek signál nerovnováhy z mostíka tenzometra na jednotný výstup elektrického signálu (0-5, 4-20 mA alebo 0-5V). V snímačoch a vysielačoch absolútneho tlaku pôsobí zafírový plátok spojený so sklenenou spájkou na báze keramiky ako elastický prvok, ktorý premieňa nameraný tlak na deformáciu tenzometra, čím sa dosahuje meranie tlaku.