熱電偶溫度傳感器是目前接角式特別工業控溫系統中，測溫中應用最廣的熱電式傳感器，具有結構簡單、制作方便、測溫范圍寬、熱慣性小、準確度高等優點。因內阻小輸出信號便于遠傳。
將兩種不同性質的導體組成閉合回路，兩種導體鉑爾帖效應。兩者之間將產生一個熱電勢，在回路形成一定大小的電流，這種現象稱為熱電效應。分析表明，熱電效應產生的熱電勢由接角電勢和溫差電勢兩部分組成。
當兩種金屬接角在一起時，由于不同導體的自由電子密度不同。在結點處就會發生電子遷移擴散。失去電子的金屬呈正電位，得到自由電子的金屬呈負電位。當擴散達到平衡時，在兩種金屬的接角處形成電勢，稱為接觸電勢即鉑爾帖效應。其大小除與兩種金屬的性質有關外，還與結點溫度有關。
對于任何一個金屬，當其兩端溫度不同時，兩端的自由電子濃度也不同。溫度高的一端濃度大，具有較大的功能。溫度低的一端濃度小，動能也小。因此，沒溫端的自由電子要向低溫端擴散，最后同樣要達到動態平衡，高溫端失去電子而帶正電，而低溫端得到電子帶負電，從而在兩端形成溫差電勢，又稱為湯姆森電勢。其大小與金屬材料的性質和兩端的溫差有關。應該指出的是，在金屬中自由電子數目很多，以致溫度不能顯著地改變它的自由電子濃度，所以在同一種金屬內的溫差電勢極小，可以忽略。因此，在一個熱電偶回路中起決定作用的是兩個接點處產生的與材料性質和該點所處溫度有關的接觸電勢。
總之，熱電偶是一種感溫元件，它把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度。熱電溫度計是由熱電偶、補償導線及測量儀表構成的。其中熱電偶是敏感元件，它由兩種不同的導體連接在一起，構成一個閉合回路，當測量端與儀表接線端的溫度不同時，由于熱電效應，回路中就會產生零點幾到幾十毫伏的熱電動勢，測量端在測量時被置于測量場所，故稱工作端。另外則要求恒定在某一溫度下儀表兩端，故稱為參考端或自由端。兩種不同材料的導體所組成的回路稱為熱電偶。組成熱電偶的導體稱為極。熱電偶所產生的電動勢稱為熱電動勢。勢電偶的兩個結點中，置于溫度為t的被測對象中的結點稱為測量端，又稱為工作端或熱端，而置于參考溫度為t的被測對象的另一結點稱為參考端，又稱自由端冷端。
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