熱電溫度計以熱電偶作為測溫元件測得與溫度相應的熱電動勢由儀表顯示出溫度值。它廣泛用來測量-200℃~ 1300℃範圍內的溫度，特殊情況下，可測至2800℃的高溫或4k的低溫。它具有結構簡單、**便宜、準確度高、測溫範圍廣等特點。
由於熱電偶將溫度轉化成電量進行檢測，使溫度的測量、控制以及對溫度訊號的放大、變換都很方便，適用於遠距離測量和自動控制。在接觸式測溫法中，熱電溫度計的應用最普遍。
(1) 熱電偶測溫原理
熱電偶的測溫原理基於熱電效應。
將兩種不同材料的導體a和b串接成乙個閉合迴路，當兩個接點電1和2的溫度不同時，如果t＞t0 （如圖8.2-3熱電效應），在迴路中就會產生熱電動勢，並在迴路中有一定大小的電流，此種現象稱為熱電效應。該電動勢就是著名的「塞貝克溫差電動勢」，簡稱「熱電動勢」，記為eab，導體a，b稱為熱電極。
接點1通常是焊接在一起的，測量時將它置於測溫場所感受被測溫度，故稱為測量端(或工作端熱端）。接點2要求溫度恆定，稱為參考端（或冷端）。由兩種導體的組合並將溫度轉化為熱電動勢的感測器叫做熱電偶。
熱電動勢是由兩種導體的接觸電勢（珀爾貼電勢）和單一導體的溫差電勢（湯姆遜電勢）所組成。熱電動勢的大小與兩種導體材料的性質及接點溫度有關。
導體內部的電子密度是不同的，當兩種電子密度不同的導體a與b接觸時，接觸面上就會發生電子擴散，電子從電子密度高的導體流向密度低的導體。電子擴散的速率與兩導體的電子密度有關並和接觸區的溫度成正比。設導體a和b的自由電子密度為na和nb，且na＞nb，電子擴散的結果使導體a失去電子而帶正電，導體b則獲得電子而帶負電，在接觸面形成電場。
這個電場阻礙了電子的擴散，達到動平衡時，在接觸區形成乙個穩定的電位差，即接觸電勢，其大小為
式中 k——玻耳茲曼常數，k=1.38×10-23j/k；
e——電子電荷量，e＝1.6×10-19 c；
t——接觸處的溫度，k；
na，nb——分別為導體a和b的自由電子密度。
因導體兩端溫度不同而產生的電動勢稱為溫差電勢。由於溫度梯度的存在，改變了電子的能量分布，高溫端（t）電子將向低溫端（t0）擴散，致使高溫端因失去電子帶正電，低溫端因獲電子而帶負電。因而在同一導體兩端也產生電位差，並阻止電子從高溫端向低溫端擴散，於是電子擴散形成動平衡，此時所建立的電位差稱為溫差電勢即湯姆遜電勢，它與溫度的關係為
式中σ為湯姆遜係數，表示溫差1℃所產生的電動勢值，其大小與材料性質及兩端的溫度有關。
導體a和b組成的熱電偶閉合電路在兩個接點處有兩個接觸電勢eab(t)與eab(t0)，又因為t＞t0，在導體a和b中還各有乙個溫差電勢。所以閉合迴路總熱電動勢eab(t,t0)應為接觸電動勢和溫差電勢的代數和，即：
對於已選定的熱電偶，當參考溫度恆定時，總熱電動勢就變成測量端溫度t的單值函式，即eab(ｔ,t0)=f(t)。這就是熱電偶測量溫度的基本原理。
在實際測溫時，必須在熱電偶閉合迴路中引入連線導線和儀表。
(2) 有關熱電偶測溫的基本原則
1) 均質導體定則。由一種均質導體組成的閉合迴路，不論導體的橫截面積、長度以及溫度分布如何均不產生熱電動勢。如果熱電偶的兩根熱電極由兩種均質導體組成，那麼，熱電偶的熱電動勢僅與兩接點的溫度有關，與熱電偶的溫度分布無關；如果熱電極為非均質電極，並處於具有溫度梯度的溫場時，將產生附加電勢，如果僅從熱電偶的熱電動勢大小來判斷溫度的高低就會引起誤差。
2) 中間導體定則。在熱電偶迴路中接入第三種材料的導體，只要其兩端的溫度相等，該導體的接入就不會影響熱電偶迴路的總熱電動勢。根據這一定則，可以將熱電偶的乙個接點斷開接入第三種導體，也可以將熱電偶的一種導體斷開接入第三種導體，只要每一種導體的兩端溫度相同，均不影響迴路的總熱電動勢。
在實際測溫電路中，必須有連線導線和顯示儀器，若把連線導線和顯示儀器看成第三種導體，只要他們的兩端溫度相同，則不影響總熱電動勢。
3)參考電極定則。兩種導體a, b分別與參考電極c(或稱標準電極)組成熱電偶，如果他們所產生的熱電動勢為已知，a和b兩極配對後的熱電動勢可用下式求得：
由此可見，只要知道兩種導體分別與參考電極組成熱電偶時的熱電動勢，就可以依據參考電極定則計算出兩導體組成熱電偶時的熱電動勢。從而簡化了熱電偶的選配工作。由於鉑的物理化學性質穩定、熔點高、易提純，所以人們多採用高純鉑作為參考電極。
（3) 常用熱電偶
適於製作熱電偶的材料有300多種，其中廣泛應用的有40~50種。
國際電工委員會向世界各國推薦8種熱電偶作為標準化熱電偶，我國標準化熱電偶也有8種。分別是：鉑銠10-鉑(分度號為s)、鉑銠13-鉑(r)、鉑銠30-鉑銠6(b)、鎳鉻-鎳矽(k)、鎳鉻-康銅(e)、鐵-康銅(j)、銅-康銅(t)和鎳鉻矽-鎳矽(n)。
下面簡要介紹其中幾種。
1)鉑銠10-鉑熱電偶
由φ0.5mm的純鉑絲和直徑相同的鉑銠絲製成，分度號為s。鉑銠絲為正極,純鉑絲為負極。
它的特點是熱電效能好，抗氧化性強，宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用。長期適用的溫度為1400℃，超過此溫度時，即使在空氣中純鉑絲也將再結晶而使晶粒增大。短期使用溫度為1600℃。
在所有的熱電偶中，它的準確度等級最高,通常用作標準或測量高溫的熱電偶，其使用溫度範圍廣（0~1600℃），均質性及互換性好；其缺點是**昂貴,熱電勢較小，需配靈敏度高的顯示儀表。
2)鎳鉻-鎳矽(鎳鋁)熱電偶
鎳鉻為正極，鎳矽為負極，分度號為k。其特點是：使用溫度範圍寬（-50~1300℃），高溫下效能較穩定，熱電動勢和溫度的關係近似線性，**便宜，因此是目前用量最大的一種熱電偶。
它適用於在氧化性和惰性氣氛中連續使用，短期使用溫度為1200℃，長期使用溫度為1000℃。
3)鎳鉻—康銅熱電偶
鎳鉻為正極，康銅為負極，分度號為e。它的最大特點是在常用熱電偶中熱電動勢最大，即靈敏度最高，適宜在－250 ~ 870℃ 範圍內的氧化性或惰性氣氛中使用,尤其適宜在0℃以下使用。在濕度大的情況下，較其它熱電偶耐腐蝕。
4)銅-康銅熱電偶
純銅為正極，康銅為負極，分度號為t。其特點是：在賤金屬熱電偶中準確度最高，熱電絲均勻性好，使用溫度範圍為-200 ～350℃。
此外，還有非標準化熱電偶，有鎢錸系列（屬難融金屬），鉑銠系列，銥銠系列，鉑鉬系列及非金屬熱電偶等。
(4)熱電偶冷端的溫度補償
根據熱電偶測溫原理，只有當熱電偶的參考端的溫度保持不變時，熱電動勢才是被測溫度的單值函式。常用的分度表及顯示儀表，都是以熱電偶參考端的溫度為0℃為先決條件的。但是在實際使用中，因熱電偶長度受到一定限制，參考端溫度直接受到被測介質與環境溫度的影響，不僅難於保持0℃，而且往往是波動的，無法進行參考端溫度修正。
因此，要使變化很大的參考端溫度恆定下來，通常採用補償導線法和參考端溫度恆定法。
通常，用補償導線將熱電偶的參考端引至顯示儀表，而顯示儀表放在恆溫或溫度波動較小的地方。採用某兩種導線組成的熱電偶補償導線，在一定溫度範圍內（0～100℃）具有與所連線的熱電偶相同的熱電效能。圖8.
2-4補償導線的應用為補償導線在迴路中的連線示意。必須指出，不同的熱電偶要配不同的導線，不能用錯。採用參考端溫度恆定法時，參考端的形式見表1所示。
表1 參考端的形式和用途
當溫度恆定或變化很小又不為0℃時，還必須用熱電勢修正法修正。
熱電偶的基礎知識
型熱電偶的缺點 熱電勢的高溫穩定性較 型熱電偶及貴重金屬熱電偶差，在較高溫度下 例如超過1000 往往因氧化而損壞 在250 500 範圍內短期熱迴圈穩定性不好，即在同一溫度點，在公升溫降溫過程中，其熱電勢示值不一樣，其差值可達2 3 其負極在150 200 範圍內要發生磁性轉變，致使在室溫至230...
熱電偶工作原理
中電華辰 天津 精密測器股份公司簡述熱電偶工作原理 熱電偶的工作原理就是利用兩種不同的材料組成的閉合電路 當2端的溫度不同時，就會有電流產生 再通過測量儀表，就可以輕鬆的獲得介質的溫度。中電華辰hc系列工業用鉑銠熱電偶又叫 熱電偶，它作為溫度測量感測器,通常與溫度變送器 調節器及顯示儀表等配套使用,...
熱電偶工作原理
熱電偶溫度感測器的工作原理 塞貝克效應 若金屬棒的兩端處在不同溫度時，則自由電子便會由高溫區擴散至低溫區，因而產生熱流及電流由高溫區傳流向低溫區的現象。熱電偶 thermocouple 使兩接點分別接觸到不同的溫度，則因在不同金屬內導電子的擴散速率不同，所以，在兩金屬內的擴散電流大小也會不同，因此會...