两种不同的导体接触构成回路时，回路中将产生电势，这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关，这种现象称为热电效应。利用热电效应制成的感温元件就是热电偶，利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。
两种不同的导体接触构成回路时，回路中将产生电势，这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关，这种现象称为热电效应。利用热电效应制成的感温元件就是热电偶，利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。
在古典电子理论中，热电势由温差电势和接触电势两部分构成。
温差电势是由均质导体的两端温度差引起的。接触电势是当两种不同的导体A与B接触时，因两者的自由电子密度不同，在接触点产生电子扩散，而形成的电势。接触电势不但是温度t的函数，其对热电势的贡献也远比温差电势大。
测出热电偶因为温度变化产生的热电势，根据热电势和温度变化之间的函数关系就能知道引起热电势的温度值。
热电偶温度计的原理是将「电流计－铜线－铁线－铜线」串联成一个回路，此时铁线的两端和铜线连接处，会形成两个「接合处」(junction)，如果这两个接合处的温度不同，它们之间就会产生电压，在微安培计可测量出流经铁线和铜线上的微弱电流。 要将热电偶用作温度计，必须先作下面的校准。把一个接合处放入冰水中，把另一个接合处放入沸水中，记下这时的电流强度，这便是温差100℃时的电流值。对两种已知的金属导线来说，电流值跟两接合处的温度差成正比，量度范围很大，即由-200℃到1700℃，灵敏度很高。
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