Piesoelektrilised rõhuandurid töötavad piesoelektrilise efekti põhimõttel. Piesoelektriline efekt tekib siis, kui teatud dielektrilised materjalid deformeeruvad teatud suunalise jõu mõjul, mille tulemuseks on sisemine polarisatsioon ja vastandlikud laengud nende kahele vastandlikule pinnale. Jõu eemaldamisel naaseb materjal laenguta olekusse; seda nähtust nimetatakse otseseks piesoelektriliseks efektiks. Kui jõu suund muutub, muutub ka laengute polaarsus.
Ja vastupidi, kui dielektrilise materjali polarisatsioonisuunda rakendatakse elektrivälja, siis see deformeerub; elektrivälja eemaldamisel deformatsioon kaob; seda nähtust nimetatakse pöördpiesoelektriliseks efektiks. Piesoelektrilisi rõhuandureid on palju tüüpe ja mudeleid ning neid saab elastse anduri elemendi kuju ja jõu{1}}kandemehhanismi alusel liigitada membraani- ja kolvitüüpideks. Diafragma tüüpi andurid koosnevad peamiselt korpusest, membraanist ja piesoelektrilisest elemendist. Piesoelektriline element on toetatud korpusele ja membraan edastab mõõdetud rõhu piesoelektrilisele elemendile, mis seejärel väljastab elektrilise signaali, mis on võrdeline mõõdetud rõhuga. Seda tüüpi andureid iseloomustavad selle väiksus, head dünaamilised omadused ja kõrge temperatuuritaluvus{5}. Kaasaegne mõõtmistehnoloogia seab andurite jõudlusele üha kõrgemaid nõudmisi.
Näiteks rõhuandurite kasutamisel sisepõlemismootori indikaatorite diagrammi mõõtmiseks ja joonistamiseks ei ole vesijahutus mõõtmise ajal lubatud ning andur peab taluma kõrgeid temperatuure ja olema väikese suurusega. Selliste rõhuandurite väljatöötamiseks sobivad kõige paremini piesoelektrilised materjalid. Kvarts on suurepärane piesoelektriline materjal ja selles avastati piesoelektriline efekt. Suhteliselt tõhus meetod on kõrgete temperatuuride jaoks sobiva kvartskristallide lõikamismeetodi valimine; näiteks XYδ (+20 kraadi -+30 kraadi) lõigatud kvartskristallid taluvad temperatuuri kuni 350 kraadi . LiNbO3 monokristallide Curie punkt on kuni 1210 kraadi, mistõttu on need ideaalsed piesoelektrilised materjalid kõrge temperatuuriandurite valmistamiseks.
Hajutatud räni tüüp: mõõdetava keskkonna rõhk mõjub otse anduri membraanile (roostevaba teras või keraamiline), põhjustades membraani mikro{0}}nihke, mis on võrdeline keskmise rõhuga. See põhjustab anduri takistuse väärtuse muutuse, mis tuvastatakse elektrooniliste vooluringide abil ja teisendatakse sellele rõhule vastavaks standardseks mõõtesignaaliks.
Safiiri tüüp: kasutades deformatsioonimõõturi põhimõtet, kasutab see pooljuhtsensori elemendina räni{0}}safiiri, millel on võrratud metroloogilised omadused.
Sapphire koosneb ühest -kristallisolatsioonielemendist, mis ei avalda hüstereesi, väsimust ega roomamist. Safiir on tugevam ja kõvem kui räni ning on deformatsioonikindel. Safiiril on suurepärased elastsus- ja isolatsiooniomadused (kuni 1000 kraadi). Seetõttu on räni{5}}safiirist valmistatud pooljuhtelemendid temperatuurimuutuste suhtes tundlikud ja säilitavad suurepärased tööomadused isegi kõrgetel temperatuuridel. Safiiril on tugev kiirguskindlus. Lisaks ei ole räni-safiirist pooljuhtelementidel p-n triivi, mis lihtsustab oluliselt tootmisprotsessi, parandab korratavust ja tagab suure saagise.
Ränist{0}}safiirist pooljuhtelementidega valmistatud rõhuandurid ja saatjad võivad normaalselt töötada ka kõige karmimates tingimustes, millel on kõrge töökindlus, suur täpsus, minimaalne temperatuuriviga ja kõrge kulu{1}}efektiivsus.
Maorõhuandurid ja -saatjad koosnevad kahest{0}}diafragmast: titaanisulamist mõõtemembraanist ja titaanisulamist vastuvõtvast diafragmast. Heterogeense epitaksiaalse deformatsioonimõõturi sillaahelaga trükitud safiirplaat on joodetud titaanisulamist mõõtemembraanile. Mõõdetud rõhk edastatakse vastuvõtumembraanile (vastuvõtumembraan ja mõõtemembraan on kindlalt ühendatud ühendusvardaga). Surve all titaanisulamist vastuvõttev diafragma deformeerub. Seda deformatsiooni tajub räni{5}}safiirist sensorelement, mis põhjustab muutuse silla väljundis, mille suurus on võrdeline mõõdetud rõhuga.
Anduri vooluring tagab pingemõõturi silla vooluringi toiteallika ja teisendab mis tahes disbalansssignaali tensoanduri sillalt ühtlaseks elektrisignaali väljundiks (0-5, 4-20 mA või 0-5 V). Absoluutrõhuandurites ja -muundurites toimib keraamilise klaasjoodise külge ühendatud safiirvahv elastse elemendina, muutes mõõdetud rõhu deformatsioonimõõturi deformatsiooniks, saavutades seeläbi rõhu mõõtmise.