Pjezoelektrinis keitiklis – tai įrenginys, kuris, pasinaudodamas tam tikrų kristalų ar kitų medžiagų pjezoelektrinėmis savybėmis, vienos rūšies energiją paverčia kita. Kai pjezoelektrinė medžiaga yra veikiama įtempių ar jėgos, ji sukuria elektrinį potencialą arba įtampą, proporcingą jėgos dydžiui. Dėl to šio tipo keitikliai idealiai tinka kaip mechaninės energijos arba jėgos keitiklis į elektrinį potencialą.
Dėl didelio pjezoelektrinių keitiklių jautrumo jie yra naudingi mikrofonuose, kur jie garso slėgį paverčia elektros įtampa, tiksliuose balansuose, akselerometruose ir judesio detektoriuose, taip pat kaip ultragarso generatoriai ir detektoriai. Jie taip pat naudojami atliekant neardomuosius bandymus, generuojant aukštą įtampą ir daugelyje kitų programų, kurioms reikalingas tikslus judesio ar jėgos jutimas.
Pjezoelektrinis efektas taip pat veikia atvirkščiai, nes įtampa, taikoma pjezoelektrinei medžiagai, privers ją sulenkti, ištempti ar kitaip deformuotis. Ši deformacija paprastai yra labai nedidelė ir proporcinga taikomai įtampai, todėl atvirkštinis efektas siūlo tikslaus judėjimo mikro skalėje metodą. Todėl keitiklis gali būti naudojamas kaip pavara tiksliai sureguliuoti smulkius optinius prietaisus, lazerius ir atominės jėgos mikroskopus.
Šiuos įrenginius galima naudoti ir kaip jutiklius, ir kaip vykdymo įtaisus, todėl jie vadinami keitikliais – terminu, taikomu bet kuriam įrenginiui, kuris gali konvertuoti vieną energijos formą į kitą. Dėl to ir pjezoelektriniai jutikliai, ir pjezoelektrinės pavaros patenka į šią antraštę. Jutiklis mechaninę energiją paverčia elektriniu potencialu, o pavara elektros energiją paverčia mechanine jėga arba judesiu.
Pjezoelektrinių keitiklių generuojama įtampa gali būti gana didelė, dažnai tūkstančiais voltų, tačiau trumpalaikė, atsirandanti tik tada, kai medžiaga iš pradžių deformuojama. Dėl to jie naudingi elektroniniuose cigarečių žiebtuvėliuose ir dujinių viryklių ir grotelių uždegimuose. Šiose programose paspaudus mygtuką suaktyvinamas mažas spyruoklinis plaktukas, kuris atsitrenkia į pjezoelektrinę medžiagą ir sukuria pakankamą įtampą, kad elektros lankas peršoktų tarp atvirų uždegiklio elektrodų.
Iš pradžių manyta, kad tai yra tik tam tikrų tipų kristalų, tokių kaip kvarcas ir topazas, savybė, dėl medžiagų mokslo pažangos buvo sukurti polimerai ir keramika, kuri taip pat pasižymi pjezoelektrinėmis savybėmis. Tiesą sakant, šiuo metu dažniausiai naudojama pjezoelektrinė medžiaga yra dirbtinis keramikinis švino cirkonato titanatas, žinomas kaip PZT. Ši medžiaga, veikiant tam tikrai jėgai, gali tiekti dvigubai didesnę įtampą nei kvarcas.
Šie keitikliai yra paprasti, patikimi ir labai tvirti, todėl plačiai naudojami pramonėje, medicinoje ir aviacijos erdvėje. Jų neveikia išoriniai elektromagnetiniai laukai, todėl juos galima naudoti ten, kur sugestų elektroniniai jutikliai. Jie yra stabilūs įvairiuose temperatūrų diapazonuose, tačiau gali nukentėti ilgai naudojant aukštoje temperatūroje.