熱電偶測溫必須由熱電偶、連接導線及顯示儀表三部分組成。下圖是zui簡單的熱電偶測溫示意圖。按右圖組成的熱電偶蕊及測溫電偶絲，如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會產生熱電勢，這種物理現象就稱為熱電現象（即熱電效應）。在熱電偶回路中產生的電勢由溫差電勢和相接觸電勢兩部分組成接觸電勢：它是兩種電子密度不同的導體相互接觸時產生的一種熱電勢。當兩種不同的導體A和B相接觸時，假設導體A和B的電子密度分別為Na和Nb并且Na>Nb，則在兩導體的接觸面上，電子在兩個方向的擴散率就不相同，由導體A擴散到導體B的電子數比從B擴散到A的電子數要多。導體A失去電子而顯正電，導體B獲很電子而顯負電。因此，在A、B兩導體的接觸面上便形成一個由A到B的靜電場，這個電場將阻礙擴散運動的繼續進行，同時加速電子向相反方向運動，使從B到A的電子數增多，zui后達到動態平衡狀態。此時A、B之間也形成一電位差，這個電位差稱為接觸電勢。此電勢只與兩種導體的性質相接觸點的溫度有關，當兩種導體的材料一定，接觸電勢僅與其接點溫度有關。溫度越高，導體中的電子就越活躍，由A導體擴散到B導體的電子就越多，致使接觸面處所產生的電場強度越高，因而接觸電勢也就越大。這樣將1產生的溫差熱電勢通過連接導線2在顯示儀表3中顯示出來。

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