9 温度检测技术
电机温度检测技术经验
➢ 绝缘的温度等级
A级 E级 B级 F级 H级
➢ 最高允许温度（℃） 105 120 130 155 180
➢ 绕组温升限值（K） 60 75 80 100 125
➢ 性能参考温度（℃） 80 95 100 120 145
技术研究
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确定电动机的绝缘水平
➢电机的绝缘等级与电机的使用温度有关。 在使用温度确定后，往往会使用至少同级或 较高的绝缘材料，以提高电机的使用寿命。 比如，常用的B级电机，其内部的绝缘材料 往往是F级的，而铜线可能使用H级甚至更 高的，来提高其质量。
➢无剧烈震动和冲击的场所
➢周围无足以破坏绝缘和金属的腐蚀性 气体及蒸汽的环境
技术研究
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理论依据
在电机轴承运作的时候，其温度标 准是什么呢？ 一般电机操作规程规定， 滚动轴承最高温度不超过95℃，滑动轴 承最高温度不超过80℃。并且温升不超 过55摄氏度(温升为轴承温度减去测试 时的环境温度)。上面给出的是电机本 体的温度，不是轴承的温度。
一般PLC为四线，每端出两颗线，两颗接PLC输出恒流源，PLC通 过另两颗测量PT100上的电压，也是为了抵消导线电阻，四线精确 度最高，三线也可以，两线最低，具体用法要考虑精度要求和成本
技术研究
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PT100温度传感器采用三线式接 法的原因：
PT100温度传感器0℃时电阻值为100Ω，电阻变化 率为0.3851Ω/℃。由于其电阻值小，灵敏度高，所 以引线的阻值不能忽略不计，采用三线式接法可消 除引线线路电阻带来的测量误差，原理如下：
技术研究
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➢ 智能温度传感器 智能温度传感器(亦称数字温度传
感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、 计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶。目前，国际 上已开发出多种智能温度传感器系列产品。 智能温度 传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种 微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，即 智能化取决于软件的开发水平。 智能温度传感器发展 的新趋势 (1)提高测温精度和分辨力 智能温度传感 器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力 只能达到1℃。目前国外已相继推出多种高速度、高分辨 力的智能温度传感器，所用的是9～12位A/D转换器，分 辨力一般可达0.5～0.0625℃。 (2)增加测试功能 温 度传感器的测试功能也在不断增强。另外，智能温度传 感器正从单通道想多通道的方向发展，这为研制和开发 多路温度测控系统创造了良好条件。
红外测温tn9工作原理
红外测温tn9工作原理红外测温TN9是一种使用红外光学技术来实现温度检测的仪器。
其工作原理可以分为三个部分，包括红外辐射、光学成像和温度计算。
红外辐射是物体发出的一种热辐射，其波长范围在0.7~1000微米之间，其中中红外波段（3~5微米）和远红外波段（8~14微米）是热辐射强度最高的两个波段。
红外测温TN9通过感知物体所发出的红外辐射来实现温度测量。
红外辐射通过物体表面的反射、散射和透过而传播。
在通过目标物体之前，红外辐射进入红外测温TN9的光学通道中，其中包括红外滤光片以及进入测温区域的镜头。
红外滤光片可以选择不同的波长，并将所选波长的红外辐射通过。
镜头将反射或透过物体表面的红外光成像于检测器上。
检测器所采用的技术是热电偶，在红外光经过滤光片和镜头后，将其转化为电信号，再经过放大后送至温度计算单元。
温度计算的计算原理是基于普朗克辐射定律、斯蒂芬·玻尔兹曼定律以及温度计算公式。
根据普朗克辐射定律，黑体的辐射功率密度与温度的四次方成正比，即E_λ=2hc ²/λ^5 x 1/(e^hc/λkT-1)。
斯蒂芬·玻尔兹曼定律则是指黑体辐射的总功率与温度的四次方成正比，即P=σAT⁴。
通过将上述两个公式联立可以得到温度计算公式T=(hc/σk)/(ln[(2hc²)/EP^5+1])，其中h为普朗克常数，c为光速，k为玻尔兹曼常数，σ为斯蒂芬·玻尔兹曼常数，E为检测器灵敏度，P为检测器输出。
红外测温TN9的工作原理基于红外辐射和光学成像原理，通过光学通道将目标物体表面的红外光成像于检测器上，并将其转化为电信号再进行温度计算。
由于其非接触式的检测方式，使得它在测量温度时具有方便、快速和安全等优点，广泛应用于冶金、化工、电力等领域的温度检测和控制。
温度检测
第一章设计背景目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。
电子智能时代下的产物为人类创造一个更加便捷舒适的生活环境。
本数字温度计设计中，当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号懂得输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。
对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。
设计中，传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。
第二章设计方案2.1数字温度计设计方案方案一：采用热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。
其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。
缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。
按IEC标准测温范围-200～650℃，百度电阻比W（100）=1.3850时，R0为100Ω和10Ω，其允许的测量误差A级为±（0.15℃+0.002 |t|），B级为±（0.3℃+0.005 |t|）。
铜电阻的温度系数比铂电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。
在工业中用于-50～180℃测温。
方案二：采用DS18B20，全数字温度转换及输出；先进的单总线数据通信；最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度；12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒；可选择寄生工作方式；检测温度范围为55°C —+125°C (–67°F— +257°F) 内置EEPROM，限温报警功能；64位光刻ROM综合比较方案一与方案二，方案二更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。
温度检测文档
温度检测简介温度检测是一项常见的技术，用于测量和监控环境中的温度变化。
无论是工业领域中的生产过程，还是日常生活中的温度调节，温度检测都扮演着重要的角色。
本文将介绍温度检测的原理、常见的温度传感器以及应用。
原理温度检测的原理基于物体温度与其它物理特性之间的关系。
一种常见的方法是通过测量物体与热平衡的系统之间的热交换来确定其温度。
根据热传导定律，热量会从温度较高的物体传导到温度较低的物体中，直到两者达到热平衡。
通过测量热传导的速率，可以确定物体的温度。
另一种常用的温度检测原理是基于物体辐射的热量。
根据斯蒂芬·玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体发出的辐射功率，可以确定其温度。
温度传感器在温度检测中，使用各种类型的传感器来测量温度。
以下是一些常见的温度传感器：1.热电偶（Thermocouple）: 热电偶是一种基于两个不同金属导线焊接在一起构成的传感器。
当两个导线的焊点处于不同温度下时，会产生一个电压信号。
根据电压信号的大小，可以确定温度的变化。
2.热敏电阻（Thermistor）: 热敏电阻是一种电阻，其电阻值随温度的变化而变化。
通过测量热敏电阻的电阻值，可以确定温度的变化。
3.压电传感器（Piezoelectric Sensor）: 压电传感器是一种利用压电效应来测量温度变化的传感器。
压电效应是指在某些晶体中，施加力或压力会导致电荷分离产生电压信号。
通过测量这个电压信号的大小，可以确定温度的变化。
除了上述传感器，还有其他类型的温度传感器，如红外线传感器和光电传感器等。
应用温度检测在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用：1.工业控制：在工业过程中，温度是一个重要的参数，需要实时监测和控制。
例如，温度检测可以用于控制炉子的温度，以确保生产过程中的温度符合要求。
2.家居自动化：温度检测可以用于家庭自动化系统中的温度调节。
根据房间的温度，系统可以自动调整暖气、空调等设备的工作状态，提高舒适性和能源效率。
温度测量方法
温度测量方法温度是物体分子热运动的表现，是物体内能的一种表现形式。
温度的测量是非常重要的，它在工业生产、科学研究、医疗保健等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍几种常见的温度测量方法。
首先，我们来介绍最常见的一种温度测量方法——使用温度计。
温度计是利用物质的热膨胀性原理来测量温度的一种工具。
常见的温度计有水银温度计、酒精温度计、电子温度计等。
其中，水银温度计是最常用的一种。
它利用了水银在不同温度下的膨胀系数不同的原理，通过测量水银柱的高度来确定温度。
酒精温度计则是利用酒精的膨胀性来进行温度测量。
电子温度计则是利用半导体材料的电阻随温度变化的特性来测量温度。
温度计具有测量范围广、精度高、使用方便等优点，但也存在着易碎、受环境影响大等缺点。
其次，我们来介绍红外线测温技术。
红外线测温技术是利用物体在不同温度下发出的红外辐射能量与温度之间的关系来进行温度测量的一种技术。
它可以实现对远距离、高温度、移动目标的非接触式测温。
红外线测温技术广泛应用于冶金、电力、化工、玻璃、陶瓷、造纸、制药、食品等行业。
它具有测量范围广、速度快、非接触等优点，但也存在着受环境影响大、测量精度受距离、目标表面特性等因素影响等缺点。
另外，还有一种温度测量方法是热电偶测温。
热电偶是利用两种不同金属导体接触处产生的热电动势与温度之间的关系来进行温度测量的一种传感器。
热电偶具有响应速度快、测量范围广、结构简单等优点，但也存在着灵敏度低、易受干扰等缺点。
最后，我们介绍一种新型的温度测量方法——纳米材料温度测量。
纳米材料温度测量是利用纳米材料在不同温度下的电学、光学性质发生变化的原理来进行温度测量的一种方法。
纳米材料温度传感器具有响应速度快、精度高、对环境影响小等优点，但由于目前纳米材料制备和应用技术还不够成熟，因此在工业生产中的应用还比较有限。
综上所述，温度测量方法有很多种，每种方法都有其适用的场景和特点。
在实际应用中，我们需要根据具体的测量要求和环境条件选择合适的温度测量方法，以确保测量的准确性和可靠性。
认识温度监测技术教案
认识温度监测技术教案温度监测技术在现代社会中扮演着非常重要的角色，它涉及到许多领域，包括工业生产、医疗保健、环境保护等等。
了解温度监测技术对我们的日常生活和工作都有着重要意义。
因此，本文将从温度监测技术的基本原理、应用领域和发展趋势等方面进行介绍，帮助读者更好地认识和理解这一技术。
一、温度监测技术的基本原理。
温度监测技术是通过测量物体的热量来确定其温度的一种技术。
在物体受热时，其分子会加速运动，产生热量，使得温度升高；而在物体散热时，其分子会减缓运动，释放热量，使得温度降低。
因此，通过测量物体散热或吸热的情况，就可以确定其温度。
目前常用的温度监测技术包括接触式温度监测和非接触式温度监测两种。
接触式温度监测是通过将温度传感器直接接触到物体表面，利用传感器的特性来测量物体的温度。
常见的接触式温度传感器有热电偶和热敏电阻等。
热电偶是利用两种不同金属的接触产生的热电势来测量温度的传感器，其测量范围广，精度高，但需要与被测物体接触，不适用于高温、高压和腐蚀性环境。
热敏电阻是利用材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器，其结构简单，价格低廉，但对环境条件要求较高。
非接触式温度监测是通过红外辐射测量物体的温度，其原理是物体在一定温度下会发出特定波长的红外辐射，通过测量这种辐射的强度来确定物体的温度。
非接触式温度监测适用于高温、高压和腐蚀性环境，但其测量范围较窄，精度较低。
二、温度监测技术的应用领域。
温度监测技术在工业生产、医疗保健、环境保护等领域都有着广泛的应用。
在工业生产中，温度监测技术被用于控制生产过程中的温度，保证产品质量。
例如，在金属加工中，需要控制金属的加热温度和冷却温度，以保证产品的硬度和韧性。
在化工生产中，需要控制反应温度和冷却温度，以保证反应的速率和产物的纯度。
此外，温度监测技术还被用于监测设备的运行温度，保证设备的安全运行。
在医疗保健领域，温度监测技术被用于监测人体的体温，帮助医生诊断疾病。
温度检测原理范文
温度检测原理范文温度检测是日常生活和工业生产中重要的测量项目之一、我们常常使用温度计来测量和监控环境温度。
温度检测的原理主要基于物体的热力学特性和热量传导原理。
温度是一个物体内部分子运动速度的度量，它是描述物体冷热程度的物理量。
物体的温度会对其内部物质和外部环境产生作用，例如热胀冷缩、物理和化学反应的速率，以及导电性等。
因此，我们有必要准确测量和控制温度。
常见的温度检测原理包括热膨胀原理、热电效应原理、电阻温度检测原理、红外线辐射原理和热敏电阻原理等。
热膨胀原理：物体随温度的升高或降低而膨胀或收缩，可以通过测量物体的体积改变或线膨胀量来间接测量温度。
例如，水银温度计就是基于这个原理设计的。
水银在温度变化时，其体积会发生变化，通过测量水银柱的高度来确定温度。
热电效应原理：一些金属或合金在温度变化时产生电动势，这种现象称为热电效应。
常见的热电偶温度计利用这个原理进行温度测量。
热电偶由两种不同材料的金属丝组成，当两个不同温度的焊点连接时，会产生电动势。
通过测量电动势的大小，可以确定温度。
电阻温度检测原理：一些材料的电阻值会随着温度的变化而改变。
例如，铂电阻温度计利用铂电阻在温度变化时产生的电阻变化来测量温度。
这种温度计的原理是通过测量电阻值的变化来计算温度。
红外线辐射原理：热物体会辐射出红外线，其辐射能量与温度成正比。
红外线温度计基于这个原理工作。
通过测量物体辐射的红外线能量，可以确定物体表面的温度。
热敏电阻原理：热敏电阻是一种电阻值会随温度变化而变化的材料。
热敏电阻温度计利用热敏电阻的电阻值随温度变化的特性来测量温度。
以上这些原理仅仅涵盖了温度检测中常见的几种方式，实际上还有其他原理可用于温度检测。
选择适当的原理来进行温度检测取决于具体的应用需求和测量精度要求。
需要注意的是，在进行温度测量时一定要注意环境因素的干扰，如辐射、传热、电磁辐射等。
此外，温度检测设备也要进行校准和维护，以确保准确度和可靠性。
检测技术第9章部分练习答案
第九章思考题与习题答案1．单项选择题1）两端密闭的弹簧管（又称波登管）中的气体温度升高后，气体对容器内壁的压强随之增大，弹簧管的截面趋向于圆形，截面的短轴力图伸长，长轴缩短。
截面形状的改变导致弹簧管趋向伸直，一直到与压力的作用相平衡为止使弹簧管撑直，从而可用于测量温度。
从微观上分析，弹簧管内部压强随温度增大的原因是____A___。
A. 气体分子的无规则运动加剧，撞击容器内壁的能量增大；B. 气体分子的直径增大；C. 气体分子之间的排斥力增大2）正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度约为___C___，热力学温度约为___C___。
A. 32F，100KB. 99F，236K C .99F，310K D. 37F，310K3）__C___的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。
A. 热端直径B. 热端和冷端的温度C. 热端和冷端的温差D. 热电极的电导率4）测量钢水的温度，最好选择___A___热电偶；测量钢退火炉的温度，最好选择___D___热电偶；测量汽轮机高压蒸气（200℃左右）的温度，且希望灵敏度高一些，选择___E___热电偶为宜。
A. RB. BC. SD. K E .E5）测量CPU散热片的温度应选用___C___型的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用___A___型的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用___B___型的热电偶。
A. 普通B.铠装C. 薄膜D. 热电堆6）镍铬-镍硅热电偶的分度号为___D___，铂铑13 -铂热电偶的分度号是___A___，铂铑30-铂铑6热电偶的分度号是__B____。
A. RB. BC. SD. KE. E7）在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是___C___。
A. 补偿热电偶冷端热电势的损失B. 起冷端温度补偿作用C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D. 提高灵敏度8）在下图中，热电偶新的冷端在___C___。
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第9章 温度检测技术
3.四线制测量原理
➢该测量原理的误差主要来自于恒流源的精度、电压 表的测量精度、引线的固有热电势。
➢可采用如下措施提高测量精度： ①在电流回路中加入一具有极低温度系数的高精密
电阻作为采样电阻，测量该采样电阻上的电压值VS进 而精确得到恒流源的电流值I，从而消除由于温漂、 失调等因素造成的恒流源误差；
铂电阻测温
➢热电阻的结构
第9章 温度检测技术
铂电阻测温
第9章 温度检测技术
➢ 热电阻感温元件是用来感受温度的电阻器。它是 热电阻的核心部分，由电阻丝及绝缘骨架构成。
➢ 作为热电阻丝材料应具备如下条件： ① 电阻温度系数大、线性好、性能稳定； ② 使用温度范围广、加工方便； ③ 固有电阻大，互换性好，复制性强。
铂电阻测温
第9，电阻—温度关系呈 非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，
复现性好；在氧化性介质中，甚至高温下，其物 理、化学性质都很稳定。
➢ 目前工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10，其中 Pt100更为常用。
铂电阻测温
➢ 铂电阻与温度的关系
2.三线制测量电桥
第9章 温度检测技术
3. 四线制测量原理
RTD为被测热电阻，通过四根电 阻引线将热电阻引入测量设备中， 各引线电阻为RLEAD；恒流源I加到 RTD的两端，RTD另两端接入电压 表VM，由于电压表具有极高的输入 电阻（通常高于100 MΩ），因此流 经电压表的电流可忽略不计，VM两 端电压完全等于RTD两端的电压， 流经RTD的电流完全等于恒流源电 流I。
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
概述
◆ 1624年温度计第一次正式在文献里出现。 ◆ 1654年意大利的一个公爵费迪南德二世做成了
一个真正不受气压影响的温度计
◆开尔文、牛顿等建立了各种温标: 绝对温标、摄氏温标、华氏温标
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➢其它特点
接触式：结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉 非接触式：结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵
第9章 温度检测技术
各种温度检测方法及其测温范围
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
9.1 概述 9.2 接触式测温方法 9.3 辐射法测温
第9章 温度检测技术
9.2 接触式测温方法
②变换恒流源极性测量热电阻，可大大抑制热电势 的影响。
第9章 温度检测技术
铜电阻和热敏电阻测温
➢ 铜电阻
铜电阻(WZC)的电阻值与温度的关系几乎呈线性， 其材料易提纯，价格低廉；但因其电阻率较低 （仅为铂的1/2左右）而体积较大，热响应慢； 另因铜在250℃以上温度本身易于氧化，故通常 工业用铜热电阻（分度号分别为Cu50和Cul00） 一般其工作温度范围为-40℃～120℃。其电阻值 与温度的关系为：
◆ 常用热电式传感器的敏感元件有： 热电偶、热电阻
●热电偶：将温度转换为电势之变化 ●热电阻：将温度转换为电阻阻值之变化
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第9章 温度检测技术
9.2.1 热膨胀式测温方法
➢基于物体受热时产生膨胀的原理，分为液体 膨胀式和固体膨胀式两类。 ➢按膨胀基体可分成：液体膨胀式玻璃温度计、 液体或气体膨胀式压力温度计及固体膨胀式双 金属温度计
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第9章 温度检测技术
9.1.2 测温方法分类及其特点
➢根据传感器的测温方式，温度基本测量方法通常 可分成接触式和非接触式两大类。
第9章 温度检测技术
接触式与非接触式测温特点比较
➢测量条件
接触式：感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几 乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限 温度;被测对象不对感温元件产生腐蚀 非接触式：知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分 照射到检测元件上
铂电阻测温
➢ 热电阻的引线形式
第9章 温度检测技术
• 热电阻的内引线是出厂时自身具备的引线，其功 能是使感温元件能与外部测量及控制装置相连接。
• 热电阻的外引线有两线制、三线制及四线制三种， 如图9-4所示。
铂电阻测温
第9章 温度检测技术
第9章 温度检测技术
1.两线制测量电桥
第9章 温度检测技术
➢特点： 1、测量范围大都在-50℃～550℃内 2、用于温度测量或控制精度要求较低，不需自 动记录的场合。
第9章 温度检测技术
9.2.2 热阻式测温技术
➢ 基于热电阻原理测温是根据金属导体或半导体 的电阻值随温度变化的性质，将电阻值的变化转 换为电信号，从而达到测温的目的。
➢热电阻的材料：电阻率、电阻温度系数要大， 热容量、热惯性要小，电阻与温度的关系最好近 于线性；物理、化学性质要稳定，复现性好，易 提纯，同时价格尽可能便宜。
第9章 温度检测技术
当 200t0℃时 R t R 0 1 A t B t2 C t3 t 1 0 0
当 0t850℃时 R tR 01A tB t2
式中
R0——温度为零时铂热电阻的电阻值 R（t）——温度为t时铂热电阻的电阻值； A=3.90802×10-3℃ B=-5.8019×10-7℃ C=-4.27350×10-12℃
根据测温转换的原理，接触式测温可分为： 1、膨胀式(包括液体和固体膨胀式) 2、热阻式(包括金属热电阻和半导体热电阻) 3、热电式(包括热电偶和PN结)
第9章 温度检测技术
(本课程主要介绍接触式测温原理及方法)
★热电式传感器: 将温度变化转换为电量变化的装置
◆较普通的热电式传感器将温度量转换为电势和电阻。
➢测量范围
接触式： 1200℃以下、热容大、无腐蚀性，对象的连续在线 测温 非接触式：从超低温到极高温，但1000℃以下，测量误差大
第9章 温度检测技术
接触式与非接触式测温特点比较
➢精 度
接触式：通常为1.0、0.5、0.2及0.1级 非接触式：通常为1.0、1.5、2.5级
➢ 响应速度
接触式：慢，通常为几十秒到几分钟 非接触式：快，通常为2～3秒钟
第9章 温度检测技术
9.2.2 热阻式测温技术
➢优点：信号灵敏度高、易于连续测量、可以远 传（与热电偶相比）、无需参比温度；金属热电 阻稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作基 准仪表。 ➢缺点：需要电源激励、有自热现象（会影响测 量精度）以及测量温度不能太高。
➢常用热电阻种类主要有铂电阻、铜电阻和半导 体热敏电阻。