因为热电偶自身属于感温的元件，而且是一次的仪表，因此其可以直接的进行温度的测量，并能有效的将温度的信号直接的转换成热电动势的信号，然后再利用电气的仪表将其转换成需要被测介质的温度。热电偶在测温上的主要原理是，将两种完全不同材质的导体组合成闭合的回路，当两端之间存在温度的梯度时，那么回路的过程中就会有电流通过，这时候两端则会存在电动势，也就是我们常说的热电动势，这也是专业术语中说到的塞贝克的效应。
而两种完全不同成分的导体属于热电极，在温度比较高的一端是工作端，那么温度比较低的一端则属于自由端，正常情况下自由端都是处于某种恒定的温度。根据热电动势和温度之间函数的关系，将热电偶的分度表制造而成，但是分度表必须是在自由端为零度的条件下获取的，而且不同的热电偶终得到的分度表也是不同的。可以直接在热电偶的回路中连接上第三种金属的材料，当这种材料的两个接点在温度上相同的时候，热电偶产生的热电势也将不变，那么就代表没有收到第三种金属因为接入而导致回路发生变化。那么，在对热电偶进行测温的时候，可以将测量的仪表直接接入，并将热电动势测出来之后，就可以终获取被测介质的不同温度了。
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