Jau 1880. gadā brāļi Pjērs un Žaks Kirī konstatēja, ka, saspiežot kvarca vai turmalīna kristālu, uz kristāla malām rodas pretējas zīmes elektriskie lādiņi. Šo parādību fizikā dēvē par pjezoelektrisko efektu. Novērojams ir arī apgrieztais pjezoelektriskais efekts: kristāls deformējas (saraujas vai izplešas), pieslēdzot tam spriegumu. Šī īpašība piemīt daudziem mūsdienās izveidotiem materiāliem.
15.att. Pjezoelements
Visplašāk pjezoelektriskos materiālus izmanto sensoros un aktuatoros. Kopā ar elektroniskiem vadības un kontroles elementiem saslēgts sensors un aktuators veido viedo sistēmu.
16.att.
Šādu sistēmu, kuras līdzīgi kā cilvēks jūt un reaģē uz ārējās vides kairinājumu, pielietojums ir ļoti plašs. Informācijas ierakstu un nolasīšanu CD vai DVD diskā kontrolē viedās sistēmas. Lidmašīnu spārni nākotnē tiks aprīkoti ar viedajām sistēmām, kas siltuma, gaismas vai elektriskā sprieguma ietekmē paši spēs mainīt sākotnējo formu uz citu – iepriekš noteiktu lidojuma laikā. Tas samazinās degvielas patēriņu un palielinās lidojuma ātrumu.
Pjezoelektriskais efekts – elektrisko lādiņu rašanās uz kristāla vai keramikas, to mehāniski deformējot.
Sensors – ierīce, kura uztver ārējo faktoru (spiediena, gaismas, siltuma) iedarbību un pārveido to elektriskajos signālos. Sensoru darbības princips ir līdzīgs sajūtām, kas rodas dzīvā organismā: pēc mehāniskas, gaismas vai siltuma iedarbības nervos rodas elektriskie impulsi, kurus aizvada uz smadzenēm. Modernajā industrijā. sensori kontrolē ārējo faktoru maiņu (spiedienu, temperatūru).Tos izmanto šķidrumu ķīmisko sastāva, detaļu izmēru, svara, blīvuma noteikšanai. Sensorus izmanto radiācijas un zemestrīču detaktoros.
Aktuators – ierīce, kura pēc elektriskā signāla saņemšanas no sensora iedarbina kādu mehānismu. Aktuatori darbojas līdzīgi kā, piemēram, muskuļi organismā.
Viedā sistēma – sensoru aktuatoru un elektroniskas vadības un kontroles kopums, kas uztver ārējās vides kairinājumu un reaģe uz tās izmaiņām.