ピエゾ素子の長さの変化は、ピエゾ素子に掛ける印加電圧を変えることによりナノメートル領域の極めて微小な伸張の変化として現れます。印加電圧のわずかな変化は滑らかな動きに変換され、この連続的な動きを妨げるような”電圧の閾値”等はありません。従ってアクチュエータの分解能は、印加電圧の分解能、言い換えれば駆動電気回路の精度で決まり素子には起因しません。

ピエゾ効果は、電気エネルギーを機械運動である直線移動に直接変換します。電気的にはコンデンサーと同等の性質があり、伸張過程において電気エネルギーを吸収（蓄え）します。すなわち、充電電流が流れます。しかし電磁アクチュエーター等と違い、伸張を維持するための電気エネルギーは必要としません。従って発熱も少なく、消費電力の小さなシステムを組むことが出来ます。
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収縮過程では、一旦蓄えた電気エネルギーを外部に放出します。このエネルギーの回収機構を付けた場合、無駄なエネルギーはほとんどなくなります。

ミクロン・サブミクロン精度で位置決めする場合、ピエゾアクチュエータは最適です。5トンの荷重にたえ、数百ミクロンの領域なら超高精度で位置決めが可能です。

多くの場合、位置決め運動の速さは大変重要な意味をもちます。ドライブ電圧の高速な変化はそのままアクチュエータの位置の変化に置き換えられます。この特性は多くのダイナミックな応用、電子顕微鏡のスキャンニング・イメージスタビザイザー・シャッター・バルブ・ショック波の発生・振動キャンセル等に最適です。

ピエゾアクチュエータには、歯車等機械的運動をする機構がついていません。その伸びは単に固体物性の歪に基づいており、従って基本的に磨耗・劣化はありません。耐久試験の結果、数百万回の伸縮の後でもなんら変化は観測されませんでした。

ピエゾアクチュエータは電界の作用を使っており、電磁アクチュエーター等と違い漏洩磁界の発生は、原理的に磁界を使わないためありません。

ある電圧まで充電されたピエゾ素子の中には 1/2CV² の電気エネルギィーが蓄えられています。この充電過程において、おおよそ 5〜8% の電気エネルギィーがピエゾ素子の中で熱に変わります。静的位置決めや低周波での使用では、このピエゾの発熱は問題になりません。しかし動作周波数が数100Hzと高く、しかも振り幅が大きなアプリケーションでは、この熱の蓄積は素子をキューリー点まで押し上げ、素子を破壊する恐れがあります。この様な条件での素子の使用は、十分に放熱を考慮する必要があります。

ピエゾアクチュエータの位置決め精度を向上させるには、特に温度特性について考慮する必要があります。他のあらゆる固体と同様、ピエゾアクチュエータの長さは温度に依存します。

多くの独立したセラミック素子をスタック（積層）して出来ているピエゾアクチュエータは、セラミックの温度特性の他接合材の温度特性が大きく係わっています。低電圧モデルの熱膨張係数は約 -3ppm/℃ 高電圧モデルの熱膨張係数は約 1ppm/℃程度です。

温度特性については、熱膨張の他にピエゾ効果の温度依存性を説明しなければなりません。ピエゾ効果はピエゾアクチュエータの温度の低下とともに減少し、1Kに付き0.2%ずつ変化し、4Kでは通常の30%程度まで低下します。この温度依存性は常温では無視できますが、液体窒素温度等低温での応用においては注意を要します。

真空中でピエゾアクチュエータを使う場合は、特に以下に述べる2点に注意して下さい。

1. 電極間の絶縁

一定の距離に隔てられた2つの電極間は非常に狭く作られていて、その絶縁安定性は周囲気体の圧力に大きく関係します。空気は、通常の大気圧下では高い絶縁性を示しますが、10 Torr から 0.01 Torr くらいの範囲ではグロー放電が起きやすく絶縁性が低下します。真空中でピエゾアクチュエータを使う場合、この領域での使用は注意が必要です。

2. アウトガスの放出

アウトガスの放出を極力少なくしたテフロン材料を使った真空対応のアクチュエータがあります。

Hysteresis (ヒステリシス)		ピエゾアクチュエータの最大の欠点は、ヒステリシスがあることです。つまり、ピエゾアクチュエータの伸びは電界の強さに厳密には比例しません。電圧/ストロークの軌跡は、非線形的な曲線”ヒステリシス曲線”として観測されます。ヒステリシス曲線の最大幅は、最大ストロークの15%にまで達します。これを補うためには、外部に高精度の位置検出素子（ストレインゲージ・キャパシタンスメータ等）を設ける必要があります。
Creeping (クリーピング)		ピエゾアクチュエータの印加電圧を新たな値に設定すると、一旦ある値に落ち着いた後、緩やかな伸びが観測されます。この余分な伸びはヒステリシスの振舞と密接な関係があり、セラミックスの分極が続いていることにより生じます。この現象をクリーピング現象と呼びます。クリーピング現象はとても小さく、指数関数的に減少します。

この問題を解決するには、半田付けをする前に外部接続電極を清掃する必要があります。これにはガラスブラシ・スチールウールブラシが有効です。

半田付け温度は、250〜325℃に入るようこての温度を設定することをお奨めいたします。電極に使われている銀は半田に含まれているスズに対しで可溶性です。従って半田付けの時間が長過ぎると電極の銀は半田の中に溶け込み、電極そのものが無くなってしまいます。この問題を解決するには 2-4% の銀の含有する半田材を使ってください。また素子の温度の上昇は素子の消極(depolalization)を起こす可能性があり、これを防ぐためには半田時間は 2-3 秒で手早く行なって下さい。

素子を基板に接着する場合、接着層を出来る限り薄くすることが肝要です。接着剤が乾き安定するまで 2〜5MPa程度の力でしっかりと押さえます。接着剤はエポキシ系接着剤が最適です。また電極への配線は、はんだ付け以外にも導電性接着剤を使うことが出来ます。この場合柔軟性のある接着剤をお使いください。

銅製のスプリング等を使って、素子の外部電極に機械的に接続することも可能です。この場合酸化し難い材料、例えば金メッキした材料をご使用下さい。

1. 自己発熱と熱暴走
   圧電性材料にはわずかではありますが誘電損失があるため、駆動周波数が高い場合は自己発熱が無視できなくなります。早い繰り返しのアプリケーションで、しかも高い電界を必要とするアプリケションにおいては、ピエゾ素子の温度をモニターし、温度がそのセラミックグレードの最大使用温度を超えないよう配慮が必要です
2. スパイク電圧の混入
   駆動電気信号にノイズ等、高速に変化する電気信号が混入した場合、ピエゾ素子はこれに応答し大きな加速力を引き起こします。このときプリロードシステム (予備負荷)がこれを完全に補うことができない場合があります。結果は、セラミックの構造の崩壊とか、層の剥離を引き起こしアクチュエータを破損してしまいます。このような事象を防ぐため、ドライバーエレクトロニクスには適当な保護回路を設けて下さい。
3. 湿度
   ビエゾ素子の駆動は比較的高電圧を使うため、湿度が高い環境でのご使用では電気絶縁に十分配慮して下さい。
4. 不十分なプリロード (予備負荷)
   ピエゾアクチュエータは、引張応力に対しては非常に弱い構造をしていて、容易に層の剥離破壊につながります。一般的なアプリケーションでは、最小の 10MPa のプリロードを適用することを勧めます。ダイナミックなアプリケーションでは、アクチュエータがいかなる条件下に置かれた場合でも、常に圧縮力が掛るようプリロード圧を設計して下さい。