Piezoelektrik aktüatör, bir mikro-kontrol elektro-mekanik sistem şeklidir. Piezoelektrik etkisine dayanır, bazı kristallerde, elektriksel bir alan kristalde uygulandığında, yapısal kafesinde mikrometre veya nanometre ölçeğinde harekete çevrilebilecek mekanik stres yaratır. Aktüatör tipleri, pnömatik veya hidrolik kuvvetle çalışan ağır endüstriyel sistemlerden, çok sınırlı fakat kesin olarak kontrol edilen bir hareket aralığına sahip küçük piezoelektrik aktüatörlere kadar değişebilir. Tipik bir piezoelektrik aktüatör, bir mil ünitesine elektrik kuvveti uygulandığında ve yaklaşık 4 ila 17 mikron (0.0002 ila 0.0007 inç) arasında bir yer değiştirme mesafesine elektrik kuvveti uygulandığında uzunlamasına hareket üretecektir. Bu tür bir aktüatör sistemi genellikle malzeme ve yüzeylerde çok ince kasılma ve genişleme seviyelerini ölçmek için kullanılan bir ekstansometre olarak da bilinen bir gerginlik ölçere dahil edilir.
Cihazın mekanik hareketini oluşturan benzersiz piezoelektrik aktüatör parçaları aralığını belirleyen üç genel tip piezoelektrik aktüatör tasarımı veya hareket şeması vardır. Bunlar, silindirik, bimorf ve unimorf veya çok katmanlı aktüatörlerdir ve her biri, indüklenen mekanik stres için piezoelektrik katsayının tipine bağlı bir mod belirtimine sahiptir. 33-modlu bir aktüatör, uygulanan elektrik alanın yolu boyunca hareket üretmek üzere tasarlanırken, silindirik bir 31-modlu bir aktüatör, elektrik kuvvetine dik hareket sergiler. 15-modlu bir aktüatör, çapraz kuvvet için kristalde kayma gerilimi kullanır, ancak kayma gerilmesinin kontrolü zor olan ve sistemleri üretmesi zor olan daha karmaşık bir kristal reaksiyonu olduğundan, diğer piezoelektrik aktüatör tipleri kadar yaygın değildir.
Piezoelektrik bir aktüatörün kullanıldığı amaç genellikle, işleminde önemli bir elektromanyetik girişim oluşturmamasının yanı sıra, saniyenin bir bölümü içinde elektriksel kuvvete mekanik bir tepkiye sahip olabileceği gerçeğine dayanır. Bu, ayarlanabilir lazerler ve çeşitli adaptif optik sensörlerdeki bileşenlerin ortak kullanımını ve yakıtın akış hızının, yakıt enjeksiyon sistemleri ve aviyonik kontroller gibi, üretilen itme miktarı için kritik olduğu valflerin mikro seviye kontrolünü içerir. Piezoelektrik aktüatörün, tıp alanında, diyaliz ve otomatik ilaç dağıtıcılar veya damlacık dağıtıcılar gibi prosedürler için mikro pompalara yerleştirildiği birçok alanda da kullanımı vardır. Araştırma alanları ayrıca nanoteknoloji alanındaki atomik kuvvet mikroskobunun (AFM) temel bir bileşeni olduğu gibi piezoelektrik aktüatöre de bağlıdır.
Piezoelektrik aktüatörü kullanan diğer gelişmiş araştırma alanları arasında hassas işleme, teleskoplar için astronomi kontrolleri, biyoteknoloji araştırması ve yarı iletken mühendisliği ve entegre devre üretimi sayılabilir. Bu alanlardan bazıları, 0.001 saniyeden daha kısa bir sürede 2 mikron (0.0001 inç) seviyesine kadar hareket aralıklarını kontrol edebilen bir piezoelektrik aktüatör gerektirir. Piezoelektrik aktüatör, bu tür uygulamalar için de en uygun cihazdır, çünkü çok düşük güç tüketimi dahil olmak üzere çeşitli benzersiz özelliklere sahiptir, manyetik alan oluşturmaz ve kriyojenik sıcaklıklarda çalışabilir. Bununla birlikte, muhtemelen cihazın en büyük kullanışlı özelliği, herhangi bir dişli veya rulman gerektirmeyen katı halli bir cihaz olmasıdır, böylece performans düşüşü kanıtı göstermeden tekrar tekrar milyarlarca kata kadar çalıştırılabilir.
