壓電式傳感器由天然和鐵電陶瓷晶體制成(如圖1)。晶體的選擇取決于環境和性能要求。在不同的應用中，每種材料均具有各自不同的特點和優勢。天然晶體往往具有***高的溫度范圍和***低的熱釋電輸出。然而，鐵電陶瓷在輸出等量電荷的情況下，具有更寬頻率范圍和更小的尺寸。

        多種壓電晶體

　　單晶天然晶體，例如石英或電氣石本身就具有固有壓電特性。大多數天然材料是以單晶的形式在實驗室中生長的，而不是經過開采得到的，在保證其始終如一的品質的同時，還降低了晶體供應的風險。此外，人工培育天然晶體使得開發新的、具有更高性能的晶體成為可能。

　　另一方面，鐵電陶瓷材料本身不具備固有壓電特性，由隨機取向的多個晶體組成。要使陶瓷具有壓電特性，必須使晶體內部的偶極子必須對齊。對準/極化過程包含對材料施加很高的電壓，以使鐵電陶瓷元件內的極性區域對準。這個過程被稱為極化。

　　 極化

　　鐵電陶瓷針對每單位輸入力具有較高的靈敏度或電荷輸出。***常見的材料為鈦酸鉍(Bismuth Titanate)，其輸出是***常見的高溫天然晶體(電氣石)的十倍，工作溫度高達510℃，而且可以將各種化合物添加到陶瓷材料中以調整傳感器特性，但是實現高工作溫度是以犧牲靈敏度為代價的。

　　天然單晶材料可以在剪切或壓縮模式的傳感器設計中使用(如圖3)。在壓縮模式中，材料產生的電荷與所施加的力具有相同的方向。在剪切模式中，材料在垂直于所施加的力的方向上產生電荷。鋯鈦酸鉛(Lead Zirconate Titanate ,PZT)是一種陶瓷材料，廣泛應用于高達288°C的溫度環境中。PZT可以設計成使用剪切和壓縮模式的傳感器，但是應用在剪切模式中是效率***高的，因為可以輸出更多的電荷和實現更高的工作溫度。通常情況下，剪切模式的傳感器具有更小的體積，更寬的頻響和更高多的電荷輸出，所以比壓縮模式更高效。此外，由于將晶體固定在適當位置所需預載力垂直于偏振軸，所以采用剪切模式設計的傳感器隨時間具有極其穩定的輸出，具有的更好的設計靈活性和性能。

　　 壓縮和剪切模式

　　在高溫應用中必須考慮許多關于溫度，帶寬，安裝和其他方面之間的權衡。 如果溫度影響超出了具體工作環境的限制，可能產生無關的輸出，并可能改變靈敏度和其他參數。壓電傳感器不對恒定溫度產生輸出，因為它不對恒定輸入產生響應，這是它的自然特性。然而，它們可以對溫度的變化而響應并產生輸出。

　　壓電元件本身通常是具有熱釋電特性的，即它對溫度響應而產生輸出。此外，溫度或溫度梯度可能會引起熱膨脹，從而改變元件的上的預載荷應力。傳感器內的溫度變化由于傳熱導而相對較慢，因此，熱釋電輸出出現在低頻段，會被系統低頻衰減，因此，熱釋電輸出通常不是問題。但是，當壓電傳感器在溫度變化較大時，可能會在其輸出中出現尖峰，這與熱釋電場的靜電表面放電相關。在熱釋電放電之后繼續出現的尖峰，與壓電材料和各個部件的設計以及傳感器的處理有關系。

　　利用鐵電陶瓷材料的壓縮設計的傳感器比具有壓電剪切設計或使用天然晶體的設計的傳感器具有更大的熱釋電輸出。

　　原因有兩個：壓縮模式設計的加速度計中，壓電材料通過傳感器的基座與環境直接耦合。此外，鐵電材料對垂直于極化軸的表面上的均勻溫度變化非常敏感。

　　然而，熱釋電輸出是非常低的頻率現象，其通常遠低于我們感興趣的頻率范圍，并且可以通過在測量系統中使用高通濾波器來避免。