热电阻传感器
温度传感器 热电阻温度传感器 热电阻温度传感器
330
222.68
540
294.21 750 360.64
340
226.21
550
297.49 760 363.67
350
229.72
560
300.75 770 366.70
360
233.21
570
304.01 780 369.71
370
236.70
580
307.25 790 372.71
380
240.18
13
4. 热电阻传感器的测量电路
两线制测量
(Rt 2r)R2 R1R3
R2 R1 Rt 2r R3
三线制电桥测量电路
(Rt r)R2 R1(R3 r)
R2 R1 Rt R3
导线引起测量误差
导线引起的测量 误差相互抵消
14
4. 热电阻传感器的测量电路
四线制测量用两条附加测试线提供恒定电 流，另两条测试线测量未知电阻的电压降， 在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流 几乎不流过电压表，这样就可以精确测量 未知电阻上的压降，计算得出电阻值。
11
课程内容
1 . 热电阻原理 2. 热电阻分类 3. 铂热电阻与铜热电阻 4. 热电阻传感器的测量电路
4. 热电阻传感器的测量电路
热电阻传感器外接引线如果较长时，引线电阻的变化使测量结果有较大误 差，为减小误差，可采用三线制电桥连接法测量电路或四线恒流源测量电 路。
三线制电桥测量电路
四线制 恒流源测量电路
Cu50电阻值(Ω) 39.24 41.40 43.55 45.70 47.85 50.00 51.4 54.28 56.42 58.56 60.70 62.84 64.98 67.12 69.26 71.40 73.54 75.68 77.83 79.98 81.3
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器是一种利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
它采用了热电效应的原理。
热电阻温度传感器通常由一段金属导线（例如铂、镍或铜）组成，该导线具有温度敏感性。
当导线被加热时，导线的电阻值会随之变化。
这是因为随着温度的上升，金属原子的振动增加，电阻的阻碍力也随之增加。
热电阻温度传感器将导线连接到一个测量电路中，电路中流过导线的电流可以测量电阻值的变化。
根据导线的电阻-温度特
性曲线，可以通过测量电阻值来确定当前的温度。
为了提高传感器的精度，热电阻温度传感器通常会使用一个精确的电流源来供电，并采用差分放大电路来减小温度变化对测量结果的影响。
此外，为了提高热响应速度，通常会将导线绕成螺旋形或灌注在芯片中，以增大导线的表面积。
需要注意的是，热电阻温度传感器的测量范围和精度受限于所使用的金属导线的特性和材料。
不同的导线材料有不同的温度测量范围和精度。
常见的热电阻材料包括铂（Pt100、Pt1000等）、镍（Ni100）和铜（Cu10）等。
总结起来，热电阻温度传感器工作原理是利用导线电阻随温度变化的特性，通过测量电阻值来确定温度。
根据导线材料不同，其测量范围和精度也有所不同。
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器工作原理热电阻温度传感器，听起来就像是科学家的专属武器，其实它在我们的生活中可是大有用处哦。
说到温度，大家第一反应可能就是天气，今天热得像个火炉，明天又冷得让人瑟瑟发抖，真是让人捉摸不透。
不过，热电阻温度传感器可不怕这些温差，简直就是温度的侦探，能精准地告诉你现在的温度到底是多少。
想象一下，这个小家伙就像一位默默无闻的监控员，随时记录着环境的变化。
它的工作原理其实也蛮简单的。
热电阻的“热”字就已经说明了一切，它的核心是热电阻材料。
说白了，就是材料在受热时，电阻值会发生变化。
就好比你吃了辣椒，瞬间觉得火辣辣的，电阻也是一样，随着温度的升高或降低，电阻会悄悄地变化。
这种变化可以通过仪器精确地测量出来，最终转换成我们需要的温度读数。
真是神奇，是吧？这就是热电阻温度传感器的秘密武器。
为什么大家都喜欢用热电阻传感器呢？它的测量精度高，简直让人拍手称快。
尤其是在工业环境里，温度控制可谓是至关重要。
想象一下，如果某个机器因为温度过高而坏掉，那可就得不偿失了。
所以，热电阻传感器在这方面可谓是如鱼得水，能够实时监测并发出警报，防止事故的发生。
再说了，它的稳定性也很不错，长期使用下去，依然可以保持良好的性能，这就像是老朋友一样，越久越可靠。
热电阻也有个小缺点，那就是反应速度稍微慢了点。
就好比你约朋友吃饭，他总是迟到，心急火燎等得让人抓狂。
不过，这种慢也不算什么，毕竟在许多需要精确控制的地方，稳定性往往比速度更重要。
像是食品加工、药品制造等领域，温度的微小波动都可能影响最终的产品质量，这时热电阻就派上用场了。
说到应用，热电阻传感器的身影几乎无处不在。
家里的空调、冰箱、甚至一些智能设备，很多时候都离不开它的帮助。
记得我有一次在夏天把空调调得很低，结果早上醒来就像是进了冰箱，冷得我直打哆嗦，原来就是热电阻在默默地调节着温度。
这小家伙总是在你不注意的时候，给你带来舒适的环境，真是一个低调的英雄。
热电阻传感器的安装和维护也相对简单，不像有些高大上的设备需要专业人士来操作。
热电阻pt100温度范围
热电阻pt100温度范围一、Pt100热电阻简介Pt100（白金电阻）是一种常用的热电阻传感器，它的电阻值随温度变化而变化。
Pt100具有良好的线性特性、稳定性和可靠性，广泛应用于工业、科研和实验室等领域。
二、Pt100温度范围的定义与应用Pt100温度范围指的是该传感器能够正常工作并提供准确测量结果的温度区间。
通常，Pt100的热电阻范围为-200℃至1000℃。
在这个范围内，Pt100的电阻值变化能够准确地反映温度的变化。
三、Pt100温度传感器的优势与特点1.线性特性：Pt100的热电阻值与温度呈线性关系，便于进行精确的温度测量。
2.稳定性：Pt100具有较高的稳定性，能够在长时间内提供稳定的测量结果。
3.可靠性：Pt100材料具有较高的抗腐蚀性和抗氧化性，适用于各种恶劣环境。
4.广泛的应用范围：Pt100温度传感器适用于各种工业过程、实验室和科研领域。
四、Pt100在不同行业的应用案例1.工业生产：Pt100温度传感器用于监测炉温、模具温度、反应釜温度等，确保生产过程的正常运行。
2.实验室研究：Pt100用于精确测量实验温度，为科研提供可靠数据。
3.医疗设备：Pt100温度传感器应用于生物组织测温、血液温度监测等，保障医疗设备的精确性。
4.环境监测：Pt100用于监测大气温度、水体温度等环境参数，为环境保护提供数据支持。
五、如何选择合适的Pt100温度传感器1.确定测量范围：根据实际应用需求，选择合适的热电阻温度范围。
2.考虑传感器尺寸和形状：根据安装空间和设备结构选择合适的传感器尺寸和形状。
3.了解传感器的工作原理和性能指标：选择具有良好线性特性、稳定性和可靠性的Pt100温度传感器。
4.考虑传感器的防护等级和适用环境：根据实际应用环境，选择具有相应防护等级的传感器。
六、Pt100温度传感器的安装与维护1.安装：在安装过程中，确保传感器与测量系统的连接稳定，避免受到机械应力影响。
2.接线：正确连接传感器的引线，遵循接线规范，确保信号传输稳定。
热电阻传感器工作原理
热电阻传感器工作原理
热电阻传感器是一种用于测量温度的传感器，它利用材料的电
阻随温度变化的特性来实现温度测量。
热电阻传感器的工作原理基
于热敏材料的电阻随温度变化而变化。
常见的热敏材料包括铂、镍、铜等金属，其中铂是最常用的材料，因为它具有稳定的温度特性和
较大的温度系数。
当热电阻传感器暴露在环境中时，温度的变化会导致热敏材料
的电阻发生变化。
一般来说，当温度升高时，热敏材料的电阻值会
随之增加，反之亦然。
这种变化可以通过测量热电阻两端的电阻值
来间接测量温度。
热电阻传感器常常被组装在一个保护外壳中，以防止机械损坏
和环境腐蚀。
当温度发生变化时，热电阻传感器会产生相应的电阻
变化，这个变化可以通过连接的电路进行测量和分析。
一般情况下，测量电路会通过一定的算法将电阻值转换为温度值，从而实现对温
度的准确测量。
除了铂热电阻之外，还有一些其他类型的热电阻传感器，例如镍、铜热电阻传感器，它们的工作原理类似，但是具体的温度特性
和测量范围可能会有所不同。
总的来说，热电阻传感器的工作原理是基于热敏材料的电阻随温度变化而变化，通过测量这种电阻变化来实现对温度的测量。
这种传感器因其精度高、稳定性好等特点，在工业、医疗、航空航天等领域得到了广泛的应用。
热电阻测温传感器工作原理
热电阻测温传感器工作原理
热电阻测温传感器是一种常见的温度传感器，它的工作原理基于材料电阻随温度变化的特性。
具体工作原理如下：
1. 热电阻材料选择：热电阻传感器常用的材料有铂、镍和铜等，其中最为常见的是铂。
这些材料具有良好的线性特性，能够在一定温度范围内稳定地变化。
2. 电阻温度特性：热电阻材料的电阻值随温度的变化而变化，一般呈现出正的温度系数特性。
也就是说，随着温度的升高，材料电阻的值也会增加。
3. 电路连接：热电阻传感器一般作为一个电阻元件与一个电路相连。
当温度变化时，热电阻材料的电阻值也会变化，从而导致电路中的电压或电流发生变化。
4. 温度测量：测量热电阻传感器的电压或电流的变化，就可以间接地得到温度的变化情况。
一般情况下，使用快速变化的电流激励热电阻，然后测量电阻的值，通过与预先定义的温度-
电阻关系曲线进行对比，就可以确定实际温度的值。
总之，热电阻测温传感器利用材料电阻随温度变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获得温度的信息。
这种工作原理使其在许多领域中被广泛应用，例如工业自动化、电子设备以及家用电器等。
不同原理的温度传感器
不同原理的温度传感器
温度传感器是一种测量环境温度的装置，根据工作原理的不同，可以分为以下几种类型：
1. 热电阻温度传感器：热电阻温度传感器利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度。
常见的热电阻温度传感器有铂电阻温度传感器和镍电阻温度传感器。
2. 热敏电阻温度传感器：热敏电阻温度传感器使用热敏材料的电阻随温度变化的特点来实现温度测量。
根据材料的不同，可以分为正温系数热敏电阻和负温系数热敏电阻。
3. 热电偶温度传感器：热电偶温度传感器基于热电效应，利用两种不同金属在温度变化时产生的电势差来测量温度。
常用的热电偶材料有铜-常铜（K型热电偶）、铜-镍（E型热电偶）
和铁-铜镍（J型热电偶）等。
4. 热电集成电路温度传感器：热电集成电路温度传感器利用温度对PN结或场效应管等器件特性的影响来测量温度。
常见的
热电集成电路温度传感器有LM35、LM75等。
5. 光学温度传感器：光学温度传感器利用物质在不同温度下的物理性质变化来测量温度，常见的光学温度传感器有红外线温度传感器和光纤温度传感器。
6. 压阻式温度传感器：压阻式温度传感器根据材料的压阻特性来测量温度，常见的压阻式温度传感器有硅压阻温度传感器和
多晶硅温度传感器。
以上是一些常见的温度传感器的工作原理，它们各具特点，应用于不同的领域和场合，用于精确测量温度信息。
安全检测与仪表课程热电阻式传感器
应用：点温、表面温度、温差、温场等测量 自动控制及电子线路的热补偿线路
热敏电阻的结构形式
构成：热敏探头、引线、壳体
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
学习查“铂热电阻分度表”
铂热电阻传感器
铂热电阻缺点：响应速度慢、容易破损、 难于测定狭窄位置的温度。
现逐渐使用能大幅度改善上述缺主要应用：钢铁、石油化工的各种工艺过程；纤 维等工业的热处理工艺；食品工业的各种自动装 置；空调、冷冻冷藏工业；宇航和航空、物化设 备及恒温槽
图2-24 MQN型气敏电阻结构及测量电路
MQN型气敏半导体器 件是由塑料底座、电 极引线、不锈钢网罩、 气敏烧结体以及包裹 在烧结体中的两组铂 丝组成。一组铂丝为 工作电极，另一组 （下图中的左边铂丝） 为加热电极兼工作电 极。
气敏电阻工作时必须加热到200300℃，其目的 是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏 电阻表面的污物（起清洁作用）。
1、金属热电阻传感器
－200～+500℃范围的温度测量 特点：精度高、适于测低温。
2、半导体热敏电阻传感器
应用范围很广，可在宇宙航船、医学、工业及家用电 器等方面用作测温、控温、温度补偿、流速测量、液 面指示等。
1、金属热电阻传感器
工业广泛使用，－200～+500℃范围温度测量。 在特殊情况下，测量的低温端可达3.4K，甚至更 低，1K左右。高温端可测到1000℃。 温度测量的特点：精度高、适于测低温。 传感器的测量电路：经常使用电桥, 精度较高的 是自动电桥。 为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成 的测量误差，常采用三线制和四线制连接法。
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铜电阻的阻值与温度之间的关系为：
当
50 t 150
℃时，
Rt=R0(1+at)
Rt温度为t时的电阻值;R0为温度0℃时的电阻 值;a为温度为0℃时的电阻温度系数。
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铂热电阻结构示意图
铜热电阻结构示意图
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铜热电阻
2.3.2 半导体热敏电阻
热 敏 电 阻 流 量 计
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⑶ 温度补偿
仪 表 中 的 电 阻 温 度 补 偿 电 路
金属一般具有正的温度系数， 采用负温度系数的热敏电阻进行补偿， 可以抵消由于温度变化所产生的误差
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(4) 温度控制
简 易 温 度 控 制 器
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薄膜型及普通型铂热电阻
小型铂热电阻
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⑷ 能量灵敏度G （W） 使热敏电阻的阻值变化1％所需耗散的功率。 ⑸ 时间常数τ 温度为T0的热敏电阻突然置于温度为T 的介 质中，热敏电阻的温度增量ΔT= 0.63 (T－T0) 时所需的 时间。
G ( H / ) 100
C / H750mmHg）和规定的最高 ⑹ 额定功率PE 在标准压力（ 环境温度下，热敏电阻长期连续使用所允许的耗散功 率，单位为 W 。在实际使用时，热敏电阻所消耗的功 率不得超过额定功率
E是电池，电池的电压会随着使用的时间慢慢 降低的，电压低了测出来的温度会变小，1档 的位置电阻R4是正常时的满量程标准电阻， 这时只要调整R6使得量程打满，仪表就校准 了，此时不受电池电压的影响，仪表是准确的， 切换到2档就能正常测量了。 注意，每次测量前都要校准的！
⑵流量测量
利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关系可以测 量流量、流速、风速等
RT B ln R 0
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1 1 T T 0
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若已知两个电阻值以及相应的温度值，就可求得B值。 一般取20℃和100℃时的电阻R20 和R100计算B值， 即将T=373K，T0=293K代入上式，则
R20 B 1365l n R 100
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热敏电阻分类：
正温度系数(PTC) 负温度系数(NTC) 临界温度系数(CTR)
热敏电阻典型特性
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PTC热敏电阻－正温度系数
钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护， 发热源的定温控制，限流元件。
CTR热敏电阻－负温度系数
以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化 物的弱还原气氛中混合烧结而成 用途：温度开关。
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2. 热敏电阻的结构
构成：热敏探头、引线、壳体 二端和三端器件： 为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路获 得功率； 四端器件：旁热式
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热敏电阻的结构形式
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3. 热敏电阻的主要参数
⑴ 标称电阻值RH 在环境温度为25±0.2℃时测得的电阻 值，又称冷电阻。其大小取决于热敏电阻的材料和几 何尺寸。 ⑵ 耗散系数H 指热敏电阻的温度与周围介质的温度相差 1℃时热敏电阻所耗散的功率，单位为mW /℃； ⑶ 热容量C 热敏电阻的温度变化1℃所需吸收或释放的 热量，单位为J／℃；
四线制接法
精密测量中，采用四线制接法
热电阻测温电桥的四线制接法
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2、半导体热敏电阻传感器
⑴ 温度测量
⑵ 流量测量
⑶ 温度补偿
⑷ 温度控制
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⑴ 温度测量
热敏电阻点温计
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使用时先将切换开关S连到1处用以校正电路， 调节R6使显示仪表的指针转至测量上限，用 以消除由于电源E电压变化产生的误差。当热 敏电阻传感器插入被测介质后，再将s切换至2 处，接通测量电路，此时显示值即为被测温度 值。
将B值及R0=R20 代入式就确定了热敏电阻的温度特性:
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热敏电阻的电阻温度系数
热敏电阻在其本身温度变化1℃时，电阻值的相对变化量
1 dRT B 2 RT dT T
B和α值是表征热敏电阻材料性能的两个重要参数， 热敏电阻的电阻温度系数比金属丝的高很多， 所以它的灵敏度很高。
RT R0 e
1 1 B T T 0
R0 e
1 1 B 273 t 273 t 0
式中 RT , R0——热敏电阻在绝对温度T，T0时的阻值()； T0, T ——介质的起始温度和变化温度（K）； t0 , t ——介质的起始温度和变化温度（℃）； B ——热敏电阻材料常数，一般为2000～6000K， 其大小取决于热敏电阻的材料。
应用范围很广，可在宇宙航船、医学、工业及家用电器等方面
用作测温、控温、温度补偿、流速测量、液面指示等。
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1、金属热电阻传感器
工业广泛使用，－200～+500℃范围温度测量。 在特殊情况下，测量的低温端可达 3.4K ，甚至更低， 1K 左右。高温端可测到1000℃。 温度测量的特点：精度高、适于测低温。 传感器的测量电路：经常使用电桥 精度较高的是自动电桥。 为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成的测量 误差，常采用三线制和四线制连接法。
防爆型铂热电阻
汽车用水温传感器及水温表
铜热电阻
铂电阻温度显示、变送器
定义：热敏电阻是一种利用半导体的电阻值随温度 显著变化的特性制成，由金属氧化物和化合物按不同的配 方比例烧结的敏感元件。 优 点： (1) 热敏电阻的温度系数比金属大（4～9倍） (2) 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点、表面温度 及快速变化的温度。 (3) 结构简单、机械性能好。 缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。
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4. 热敏电阻的线性化
串联在热敏电阻中的R的最佳值
R RM ( RL RH ) 2 RL RH RL RH 2 RM
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2.3.3 热电阻式传感器的应用
1、金属热电阻传感器
－200～+500℃范围的温度测量 特点：精度高、适于测低温。
2、半导体热敏电阻传感器
NTC热敏电阻－很高的负电阻温度系数
主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧化物 混合烧结而成 应用：点温、表面温度、温差、温场等测量 自动控制及电子线路的热补偿线路
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1. 热敏电阻的主要特性
⑴ 温度特性 ⑵ 伏安特性
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⑴ 温度特性
NTC型热敏电阻，在较小的温度范围内，电阻-温度特性
2 3 ℃时 R t R0 1 At Bt Ct t 100
2
当 0 t 850 ℃ 时 R t R0 1 At Bt Rt为温度为t时的电阻值; R0为温度为0时的电阻值;A、 B 、 C 为 常 数 ,A=3.96847X10-3℃-1 ； B=-5.847X10-7 ℃-2; C=-4.22X10-12 ℃-4。
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三线制
工业用热电阻一般采用三线制
G——检流计，R1 ，R2 ，R3——固定电阻， R a——零位调节电阻， R t ——热电阻 热电阻测温电桥的三线制接法
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G为指示电表，R1、R2、R3为固定电阻， Ra为零位 调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r1、r3、r3的 三根导线和电桥连接，r2、r3分别接在相邻的两 臂，当温度变化时，只要它们的长度和电阻温度 系数相同，它们的电阻变化就不会影响电桥的状 态，即不会产生温度误差。 电桥在零位调整时，应使R4＝Ra＋Rt0为电阻在参 考温度（如0℃）时的电阻值。三线连接法的缺点 之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连， 可能导致电桥的零点不稳。
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热电阻的结构
普 通 工 业 用 热 电 阻 式 温 度 传 感 器
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1） 常用热电阻
• ⑴ 铂热电阻
• 铂电阻(IEC)的电阻率较大，电阻—温度关系呈非线性，测温范围广， 精度高，且材料易提纯，复现性好；物理、化学性质都很稳定。
• 因此主要用来作为复现温标的基准器
当 200 t 0
1）电阻与温度变化具有良好的线性关系； 2）电阻温度系数大，便于精确测量，（以提高热电阻的灵敏 度）； 3）电阻率高，热容量小，反应速度快。 4）在测量范围内具有稳定的物理和化学性能； 5）应有良好的可加工性，且价格便宜。
使用最广泛的热电阻材料是铂和铜，低温测量中是常用铟、锰、 碳等制成的热电阻。
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⑵ 伏安特性
在稳态情况下，通过热敏电阻的电流I与其两端的 电压U之间的关系，
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伏安特性
当流过热敏电阻的电流很小时: 不足以使之加热。电阻值只决定于环境温度，伏安特性是直线， 遵循欧姆定律。主要用来测温。
当电流增大到一定值时：
流过热敏电阻的电流使之加热，本身温度升高，出现负阻特性。 因电阻减小，即使电流增大，端电压反而下降。其所能升高 的温度与环境条件 ( 周围介质温度及散热条件 ) 有关。当电流 和周围介质温度一定时，热敏电阻的电阻值取决于介质的流 速、流量、密度等散热条件。可用它来测量流体速度和介质 密度。