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熱電偶是一種感溫元件，屬于一次儀表，它可以直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過二次儀表轉換成被測介質的溫度。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同材質的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)組成閉合回路，當接合點兩端的溫度不同，存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端(也稱為測量端)，溫度較低的一端為自由端(也稱為補償端)，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關系，制成熱電偶分度表。分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢后，即可知道被測介質的溫度。
熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產生的熱電勢測量溫度。
對于熱電偶的熱電勢，應注意如下幾個問題:
1.熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數。
2.熱電偶所產生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關。
3.當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱出勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這時熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。
常用的熱電偶材料有下面這些:
