Termočlánek je běžný prvek pro měření teploty. Může změnit teplotní signál na elektrický topný signál měřením teploty.
Princip činnosti termočlánku spočívá v tom, že když dva různé vodiče nebo polovodiče A a B tvoří obvod a jejich dva konce jsou vzájemně spojeny, pokud je teplota na dvou uzlech různá, teplota na jednom konci je t, což se nazývá pracovní konec nebo horký konec, a teplota na druhém konci je t0, známý jako volný konec, který je také známý jako referenční konec, referenční konec nebo generování studené smyčky na materiál vodiče a teplotu dvou kontaktů. Tento jev se nazývá termoelektrický jev, obvod složený ze dvou vodičů je tzv. termočlánek. Tyto dva vodiče se nazývají termoelektrický pól a generovaná elektromotorická síla se nazývá termoelektrická elektromotorická síla.
Termoelektrické EMF se skládá ze dvou částí. Jedním je kontaktní EMF dvou vodičů a druhým je teplotní rozdíl EMF jednoho vodiče. Velikost termoelektrického EMF ve smyčce termočlánku závisí pouze na materiálu vodiče a teplotě dvou kontaktů, ale ne na tvaru a velikosti termočlánkové čidlo . Když jsou dva elektrodové materiály termočlánku fixovány, termoelektrické EMF bude mít dvoukontaktní teplotu T a t0.
Tento vztah byl široce používán v praktickém měření teploty. Protože studený konec t0 je konstantní, termoelektrické EMF vytvářené termočlánkovým senzorem se mění pouze s teplotou horkého konce (měřícího konce), to znamená, že určité termoelektrické EMF odpovídá určité teplotě. Cíle měření teploty můžeme dosáhnout pouze měřením termoelektrického EMF.
Základní princip měření teploty termočlánkem spočívá v tom, že dvě různé složky materiálových vodičů tvoří uzavřený okruh.
Když je na obou koncích teplotní gradient, obvodem bude procházet proud a pak bude mezi oběma konci působit elektromotorická síla - termoelektrická elektromotorická síla, což je tzv. Seebeckův jev. Dva druhy homogenních vodičů s různými součástmi jsou termoelektrické póly, jeden s vyšší teplotou je pracovní konec, ten s nižší teplotou je volný konec a volný konec má obvykle konstantní teplotu. Podle funkčního vztahu mezi termoelektrickým EMF a teplotou je vytvořena stupnice termočlánku. Dělicí tabulka se získá, když je teplota volného konce 0 °C a různé termočlánky mají různé stupňovací tabulky.
Když je třetí kovový materiál připojen k obvodu termočlánku, pokud je teplota dvou kontaktů materiálu stejná, termoelektrický potenciál generovaný snímačem termočlánku zůstane nezměněn, to znamená, že nebude ovlivněn třetím kovem v obvodu. Proto, když je termočlánek použit pro měření teploty, může být připojen k měřicímu přístroji a teplota měřeného média může být známa po změření termoelektrického EMF. Při měření teploty termočlánku se vyžaduje, aby teplota jeho studeného konce (měřicí konec je horký konec a konec spojený s měřicím obvodem přes přívodní vodič se nazývá studený konec) zůstala nezměněna a jeho tepelný potenciál je úměrný měřené teplotě. Pokud se během měření změní teplota studeného konce (prostředí), vážně to ovlivní přesnost měření. Provedení některých opatření pro kompenzaci vlivu způsobeného změnou teploty studeného konce se nazývá normální kompenzace studeného konce termočlánku. Speciální kompenzační vodič pro spojení s měřicím přístrojem.
Existují dva způsoby výpočtu kompenzace termočlánkového studeného konce. První je od milivoltu k teplotě: změřte teplotu studeného konce, převeďte ji na odpovídající hodnotu v milivoltech, přidejte ji k hodnotě milivoltů přírubový termočlánek a převeďte jej na teplotu. Další kompenzace je z teploty na milivolty: změřte skutečnou teplotu a teplotu studeného konce, převeďte je na milivolty a poté po odečtení získáte milivolty, tedy teplotu.
