热敏电阻传感器的工作原理与性能表现如何？
热阻式传感器通过测量材料电阻随温度的变化来工作。大多数材料在受热时电阻会升高（正温度系数，简称PTC）或降低（负温度系数，简称NTC）。其关键性能指标是灵敏度——即每摄氏度电阻的变化量——以及线性度，它决定了这种关系在温度范围内是否可预测。
2024年的一项研究开发了一种基于导电聚合物（PEDOT:PSS）嵌入弹性体的柔性可拉伸热阻传感器。该传感器在30至55°C范围内表现出0.46%/°C的线性灵敏度，当拉伸40%时，灵敏度跃升至1.49%/°C [1]。这意味着拉伸传感器后，其对温度的响应更灵敏——这对随身体运动的可穿戴设备非常有用。另一项研究采用含离子（如钡）的水凝胶，发现较大离子能带来更高的温度灵敏度，在40°C温度变化下实现2.02秒的快速响应，且检测范围宽达22至100°C [8]。第三个研究团队构建了一种超薄纤维网状PTC热敏电阻，其电阻在仅2°C的温差内增加了1000倍（三个数量级），并可靠运行了400次循环 [3]。这种极高的灵敏度使其成为植入式设备过热保护电路的理想选择。
并非所有热阻式传感器都性能相同。一种基于还原氧化石墨烯和聚吡咯的超疏水海绵传感器，在35°C至80°C范围内表现出0.48%/°C的线性温度系数，但其设计用于水下工作——这正是许多传感器失效的场景[11]。与此同时，一种基于CMC/MXene的传感器实现了超高线性度（R² = 0.9943）和-2.3575%/°C的灵敏度（负温度系数），意味着其电阻随温度升高而下降[10]。材料与结构的选择直接决定了传感器最适合用于皮肤接触、水下环境还是高温场景。
除了测量电阻，还有哪些感知温度的方法？
热敏电阻传感的两大替代方案是热电法和摩擦电法。热电传感器利用塞贝克效应：当材料两端存在温差时，会产生电压。该电压与温差成正比，而材料的塞贝克系数（单位为微伏每开尔文）决定了其灵敏度。摩擦电传感器则通过机械接触与分离产生电压；当温度变化改变材料特性时，输出电压随之发生偏移。
2024年的一项研究通过将碘化亚铜纳米颗粒嵌入聚合物中，制造出首款可拉伸热电纤维。该纤维实现了203.6微伏/开尔文的塞贝克系数，这意味着10°C温差可产生约2毫伏电压——足以检测微小温度变化[7]。这种纤维还能同时感知应变和压力，成为真正的多模态传感器。相比之下，2025年的一项研究采用离子弹性体制成摩擦纳米发电机（iTS-TENG），在室温至70°C范围内实现了3.87伏/°C的热灵敏度，响应迅速且可在20次循环中保持可重复性[5]。其电压信号远大于热电纤维，但需要机械运动才能产生信号，因此并非被动式传感器。
2025年的另一项摩擦电设计采用耐热材料，可在高达200°C的温度下工作，远超人体皮肤60°C的极限，并通过温度和压力特征识别物体，准确率达到94%[2]。这表明摩擦电传感器在传统电子设备无法正常工作的极端环境中表现出色。选择热阻式、热电式还是摩擦电式传感器，取决于你需要被动传感（热阻式）、自供电运行（热电式或摩擦电式），还是极端温度耐受性（采用耐热材料的摩擦电式）。
一个传感器能否同时测量温度和其他参数？
是的——许多现代传感器被设计为能够同时检测多种刺激，例如温度、压力、应变和湿度。这对于电子皮肤、机器人技术以及可穿戴健康监测设备至关重要，因为一块传感器贴片需要感知触摸、热量和拉伸。其挑战在于保持信号分离，以便能够区分每种变化源自哪种刺激。
2024年的一项研究利用纳米工程水凝胶打印出了一种3D电子皮肤，能够同时检测应变、压力和温度。该研究结合了多种材料（利用MoS₂纳米组装体实现导电性，聚多巴胺增强附着力），实现了对动态变化的精确检测[4]。另一项研究受蚂蚁和蜘蛛启发，构建了一种仿生传感器，采用MXene涂层泡沫和碳纳米管薄膜。该传感器实现了超高压力灵敏度（986.51 kPa⁻¹）和9.891 µV/K的温度灵敏度，并能通过传感器阵列同时映射压力和温度分布[6]。一种由银纳米颗粒和PVA聚合物制成的柔性透明传感器，采用互锁方形柱结构，可感知压力、温度和湿度——温度分辨率低至0.1°C[9]。
解耦信号的关键在于巧妙的设计。例如，可拉伸热电纤维[7]通过塞贝克电压测量温度，利用电阻变化感知应变，两种信号互不干扰。摩擦电传感器[2]采用非对称结构，可输出压力和温度两个独立信号。而水凝胶传感器[8]则通过5×5阵列绘制手腕温度分布图，凭借0.5°C的温差区分血管。这些实例表明，多模态感知不仅可行——在现有工作原型中已得到验证。
关于这些来源
该回答基于11篇经同行评审的研究——发表于2021年至2026年间，其中8篇来自2024年及以后，7篇发表于Q1期刊，总被引次数达624次——这些研究是从15篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果，而该15篇文献又源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的61篇论文。
本文引用的文献
柔软可拉伸、湿度不敏感的热阻式温度传感器，其灵敏度可通过拉伸应变进行调节
开发了一种基于PEDOT:PSS聚合物的柔软可拉伸热阻传感器，在30–55°C范围内实现了每摄氏度0.46%的电阻变化率，当拉伸40%时，该变化率提升至每摄氏度1.49%。
用于高温环境下压力和温度传感的摩擦电触觉传感器
利用耐热材料制成了一种摩擦电触觉传感器，可在高达200°C的温度下工作，物体识别率达94%，且响应速度快。
超薄纤维网聚合物热敏电阻
制备的超薄纤维网状聚合物PTC热敏电阻在约2°C范围内电阻增大了三个数量级，且可稳定运行400个循环。
用于应变、压力和温度传感的3D打印电子皮肤
利用纳米工程化水凝胶与MoS₂制成的3D打印电子皮肤，能够同时检测应变、压力和温度。
基于摩擦纳米发电机的柔性离子弹性体自供电实时温度传感
提出的离子温度传感摩擦纳米发电机（iTS-TENG）在室温至70°C范围内灵敏度达3.87 V/°C，且可重复循环超过20次。
具有仿生微纳层级结构的多功能柔性传感器，用于双模式压力与温度传感。
利用MXene泡沫与CNT/PVDF膜构建仿生多功能传感器，实现了986.51 kPa⁻¹的压力灵敏度和9.891 µV/K的温度灵敏度。
高度可拉伸热电纤维嵌入碘化亚铜纳米颗粒，用于可穿戴电子设备中的多模态温度、应变及压力传感器
开发出基于CuI纳米颗粒的可拉伸热电纤维，塞贝克系数达203.6 µV/K，拉伸性约835%，并具备应变/压力/温度同步传感功能。
机械坚固、柔性、快速响应的温度传感器及具有离子导电双交联水凝胶的高分辨率阵列
制备了具有双交联PAM-海藻酸盐的稳健水凝胶温度传感器；对40°C温差响应时间为2.02秒，检测范围22–100°C，可承受2000次压缩循环。
柔性透明电子皮肤传感器，具备压力、温度与湿度感知能力
制备了具有互锁结构AgNPs/CA/PVA柱的柔性透明传感器；温度分辨率为0.1°C，同时可感知压力和湿度。
采用CMC/MXene调控导电聚合物策略，通过电阻-电容混合响应开发超线性柔性传感器，用于压力/温度检测。
利用电阻-电容混合响应，制备了具有超高线性度（R²=0.9943）和温度灵敏度-2.3575%/°C的CMC/MXene基传感器。
用于水下压力和温度传感的聚氨酯海绵上坚固的超疏水rGO/PPy/PDMS涂层
制备了超疏水rGO/PPy/PDMS海绵传感器；在35–80°C范围内温度系数为0.48%/°C，可水下工作，5000次循环后性能稳定。