Гравиметрическими называют измерительных преобразователей (ИП), измеряющие силу тяжести. При многих ферментативных реакциях масса исходного субстрата уменьшается за счет выделения газов или происходит выпадение осадка.
Гравиметрические ИП могут быть основаны на различных способах измерения: частоты маятника с массой m; массы продукта m, выделившегося в процессе электролиза на электроде (электрогравиметрия); частоты колебаний акустической мембраны с массой m (акустическая гравиметрия).
В биосенсорные сис-мы (БСС) последний тип ИП с мембраной из пьезокристалла нашел наибольшее распространение.
Пьезоэлектрические кристаллы обладают прямым пьезоэффектом (образование зарядов на поверхности твердого тела под воздействием механических напряжений) и обратным (изменение размеров кристалла при подаче напряжения). Поэтому такие кристаллы могут быть использованы в качестве преобразователей в БСС благодаря их способности генерировать и передавать акустические волны, изменение резонансной частоты которых зависит от биомассы на поверхности кристала: 
где fр – резонансная частота кристалла, m – масса кристаллического покрытия, А – площадь кристалла, k – коэффициент пропорциональности.
Известны два класса акустических преобразователей: передающие акустическую волну с одной стороны кристалла на другую (bulk-wave, объемноволновые устройства) и передающие акустическую волну по одной грани кристала (surface acoustic wave, поверхностные акустические волны – ПАВ).
В основе работы большинства приборов на ПАВ лежат три физических процесса: 1) преобразование входного электрического сигнала в акустическую волну; 2) распространение акустической волны вдоль поверхности кристалла; 3) обратное преобразование ПАВ в электрич сигнал.
Чаще всего для измерения частоты используют подсчет периода колебаний с помощью сверхбыстрых счетчиков. Информативным параметром является отличие распределения частоты от нормального распределения.
В Ставропольском научно-исследовательском противочумном институте разработан способ детекции биологических макромолекул с помощью БСС. Способ включает иммобилизацию слоев макромолекул на поверхности кварцевого резонатора, помещенного в вакуум, и последовательную регистрацию резонансных частот после нанесения каждого биослоя.
На основе акустических ИП разрабатываются иммуносенсоры. На поверхности кварцевого резонатора, покрытого золотой пленкой, иммобилизируют антитела (иммуноглобулины), а в качестве источников антигенов – микробные клетки. Антитела связывают белки клеток, при этом масса на поверхности увеличивается, а резонансная частота уменьшается на тысячные доли процента, что и фиксирует ИП.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему