兩種成分不同的導體(稱為熱電偶絲或熱電極)在兩端連接形成回路。當兩個關節的溫度不同時,回路中會產生電動勢。這個現象叫電熱效應,這個電動勢叫熱電勢。熱電偶利用這一原理測量溫度,其中直接用于測量介質溫度的一端稱為工作端(也稱為測量端),另一端稱為冷端(也稱為補償端)。冷端接顯示儀或匹配儀,顯示儀會指示熱電偶產生的熱電勢。
熱電偶實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換成電能,并利用產生的熱電勢來測量溫度。對于熱電偶的熱電勢,應注意以下問題:
1.熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端兩端的溫差函數,而不是熱電偶冷端和工作端的溫差函數。
2.當熱電偶的材料均勻時,熱電偶產生的熱電勢與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成分和兩端溫差有關。
3.兩根熱電偶絲的材料成分確定后,熱電偶的熱電勢只與熱電偶的溫差有關;如果熱電偶冷端的溫度保持恒定,熱電偶的熱電勢只是工作端溫度的單值函數。兩個不同材料的導體或半導體A和B焊接在一起,形成一個閉環,如圖所示。當導體A和B的兩個連接點1和2之間存在溫差時,它們之間會產生電動勢,從而在回路中形成一定大小的電流。熱電偶利用這種效應工作。