Pietsosähköinen muunnin on laite, joka muuttaa tietyn tyyppisen energian toiseksi hyödyntämällä tiettyjen kiteiden tai muiden materiaalien pietsosähköisiä ominaisuuksia. Kun pietsosähköinen materiaali altistuu rasitukselle tai voimalle, se tuottaa sähköpotentiaalin tai -jännitteen, joka on verrannollinen voiman suuruuteen. Tämä tekee tämän tyyppisestä kaikuanturista ihanteellisen mekaanisen energian tai voiman muuntimeksi sähköpotentiaaliksi.
Pietsosähköisten antureiden korkea herkkyys tekee niistä käyttökelpoisia mikrofoneissa, joissa ne muuttavat äänenpaineen sähköjännitteeksi, tarkkuustasoiksi, kiihtyvyys- ja liiketunnistimiksi sekä ultraäänen generaattoreiksi ja ilmaisimiksi. Niitä käytetään myös rikkomattomissa testeissä, suurjännitteiden tuottamisessa ja monissa muissa sovelluksissa, jotka edellyttävät tarkkaa liikkeen tai voiman tunnistamista.
Pietsosähköinen vaikutus toimii myös päinvastoin, koska pietsosähköiseen materiaaliin kohdistuva jännite saa materiaalin taipumaan, venymään tai muutoin vääntymään. Tämä muodonmuutos on yleensä hyvin pieni ja verrannollinen syötettyyn jännitteeseen, joten käänteinen vaikutus tarjoaa tarkan liikkeen menetelmän mikroasteikolla. Kaikuanturia voidaan siksi käyttää toimilaitteena hienojen optisten instrumenttien, lasereiden ja atomivoimamikroskooppien tarkkaan säätämiseen.
Näitä laitteita voidaan käyttää sekä antureina että toimilaitteina, joten niitä kutsutaan muuntimiksi, termiä sovelletaan kaikkiin laitteisiin, jotka voivat muuntaa yhden energiamuodon toiseen. Tämän seurauksena sekä pietsosähköiset anturit että pietsosähköiset toimilaitteet kuuluvat tähän nimikkeeseen. Anturi muuttaa mekaanisen energian sähköpotentiaaliksi ja toimilaite muuttaa sähköenergian mekaaniseksi voimaksi tai liikeksi.
Pietsosähköisten muuntimien tuottama jännite voi olla melko korkea, usein tuhansia volttia, mutta se on lyhyt, esiintyy vain, kun materiaali on alun perin epämuodostunut. Tämä tekee niistä käyttökelpoisia sähköisissä savukkeensytyttimissä ja painonapin sytyttimissä kaasualueille ja grillille. Näissä sovelluksissa napin painaminen aktivoi pienen, jousikuormitteisen vasaran, joka osuu pietsosähköiseen materiaaliin ja tuottaa jännitteen, joka riittää aiheuttamaan sähkökaaren hyppäämisen sytyttimen paljastuneiden elektrodien väliin.
Alun perin uskottiin olevan vain tietyntyyppisten kiteiden, kuten kvartsin ja topaasin, ominaisuus, materiaalitieteen kehitys on johtanut polymeerien ja keramiikan luomiseen, joilla on myös pietsosähköisiä ominaisuuksia. Itse asiassa yleisin tällä hetkellä käytössä oleva pietsosähköinen materiaali on keinotekoinen keraaminen lyijysirkonaattitanaatti, joka tunnetaan nimellä PZT. Tällä materiaalilla on kyky tuottaa kaksinkertainen kvartsijännite tietyllä voimalla.
Nämä anturit ovat yksinkertaisia, luotettavia ja erittäin kestäviä, joten niitä voidaan käyttää laajasti teollisuudessa, lääketieteessä ja avaruudessa. Ulkoiset sähkömagneettiset kentät eivät vaikuta niihin, joten niitä voidaan käyttää sovelluksissa, joissa elektroniset anturit eivät toimi. Ne ovat vakaita laajalla lämpötila -alueella, mutta ne voivat vaikuttaa pitkäaikaiseen käyttöön korkeina lämpötiloina.