熱電溫度計(jì)以熱電偶作為測溫元件測得與溫度相應(yīng)的熱電動(dòng)勢由儀表顯示出溫度值.它廣泛用來測量-200℃~1300℃范圍內(nèi)的溫度,特殊情況下,可測至2800℃的高溫或4K的低溫.它具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、準(zhǔn)確度高、測溫范圍廣等特點(diǎn).由于熱電偶將溫度轉(zhuǎn)化成電量進(jìn)行檢測,使溫度的測量、控制以及對(duì)溫度信號(hào)的放大、變換都很方便,適用于遠(yuǎn)距離測量和自動(dòng)控制.在接觸式測溫法中,熱電溫度計(jì)的應(yīng)用最普遍.
　　(1) 熱電偶測溫原理
　　熱電偶的測溫原理基于熱電效應(yīng).
　　將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路,當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)電1 和2的溫度不同時(shí),如果T＞T0 ,在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢,并在回路中有一定大小的電流,此種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng).該電動(dòng)勢就是著名的“塞貝克溫差電動(dòng)勢”,簡稱“熱電動(dòng)勢”,記為EAB,導(dǎo)體A,B稱為熱電極.接點(diǎn)1通常是焊接在一起的,測量時(shí)將它置于測溫場所感受被測溫度,故稱為測量端(或工作端熱端）.接點(diǎn)2要求溫度恒定,稱為參考端（或冷端）.由兩種導(dǎo)體的組合并將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動(dòng)勢的傳感器叫做熱電偶.
　　熱電動(dòng)勢是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢（珀?duì)栙N電勢）和單一導(dǎo)體的溫差電勢（湯姆遜電勢）所組成.熱電動(dòng)勢的大小與兩種導(dǎo)體材料的性質(zhì)及接點(diǎn)溫度有關(guān).
　　導(dǎo)體內(nèi)部的電子密度是不同的,當(dāng)兩種電子密度不同的導(dǎo)體A與B接觸時(shí),接觸面上就會(huì)發(fā)生電子擴(kuò)散,電子從電子密度高的導(dǎo)體流向密度低的導(dǎo)體.電子擴(kuò)散的速率與兩導(dǎo)體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比.設(shè)導(dǎo)體A和B的自由電子密度為NA和NB,且NA＞NB,電子擴(kuò)散的結(jié)果使導(dǎo)體A失去電子而帶正電,導(dǎo)體B則獲得電子而帶負(fù)電,在接觸面形成電場.這個(gè)電場阻礙了電子的擴(kuò)散,達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),在接觸區(qū)形成一個(gè)穩(wěn)定的電位差,即接觸電勢,其大小為
　　(8.2-2)
　　式中k——玻耳茲曼常數(shù),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(dǎo)體A和B的自由電子密度.
　　因?qū)w兩端溫度不同而產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱為溫差電勢.由于溫度梯度的存在,改變了電子的能量分布,高溫端（T）電子將向低溫端（T0）擴(kuò)散,致使高溫端因失去電子帶正電,低溫端因獲電子而帶負(fù)電.因而在同一導(dǎo)體兩端也產(chǎn)生電位差,并阻止電子從高溫端向低溫端擴(kuò)散,于是電子擴(kuò)散形成動(dòng)平衡,此時(shí)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(guān)系為
　　(8.2-3)
　　式中σ為湯姆遜系數(shù),表示溫差1℃所產(chǎn)生的電動(dòng)勢值,其大小與材料性質(zhì)及兩端的溫度有關(guān).
　　導(dǎo)體A和B組成的熱電偶閉合電路在兩個(gè)接點(diǎn)處有兩個(gè)接觸電勢eAB(T)與eAB(T0),又因?yàn)門＞T0,在導(dǎo)體A和B中還各有一個(gè)溫差電勢.所以閉合回路總熱電動(dòng)勢EAB(T,T0)應(yīng)為接觸電動(dòng)勢和溫差電勢的代數(shù)和,即：
　　(8.2-4)
　　對(duì)于已選定的熱電偶,當(dāng)參考溫度恒定時(shí),總熱電動(dòng)勢就變成測量端溫度T的單值函數(shù),即EAB(T,T0)=f(T).這就是熱電偶測量溫度的基本原理.