熱電偶的作業原理是兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩頭接組成回路，當兩個接合點的溫度不一起，在回路中會發生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶便是使用這種原理進行溫度丈量的，其間，直接用作丈量介質溫度的一端叫做作業端（也稱為丈量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯現儀表或配套儀表連接，顯現儀表會指出熱電偶所發生的熱電勢。熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所發生的熱電勢丈量溫度，關于熱電偶的熱電勢，應留意如下幾個問題：1、熱電偶的熱電勢是熱電偶作業端的兩頭溫度函數的差，而不是熱電偶冷端與作業端，兩頭溫度差的函數；2、熱電偶所發生的熱電勢的巨細，當熱電偶的資料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關，只與熱電偶資料的成份和兩頭的溫差有關；3、當熱電偶的兩個熱電偶絲資料成份確定后，熱電偶熱電勢的巨細，只與熱電偶的溫度差有關；若熱電偶冷端的溫度保持必定，這進熱電偶的熱電勢僅是作業端溫度的單值函數。將兩種不同資料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，如圖所示。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便發生電動勢，因而在回路中形成一個巨細的電流。熱電偶便是使用這一效應來作業的。
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