熱電偶由兩種不同類型的金屬組成。當(dāng)溫度高于零攝氏度時(shí)，在兩種金屬的連接處會(huì)產(chǎn)生溫差電壓，電壓大小取決于溫度相對于零攝氏度的偏差。熱電偶具有體積小、堅(jiān)固耐用、價(jià)格相對便宜、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，非常適合惡劣環(huán)境中的*溫度（高達(dá)2300°c）測量。不過，熱電偶的輸出為毫伏級，因此需要經(jīng)過精密放大才能進(jìn)行進(jìn)一步處理。不同類型熱電偶的靈敏度也不一樣，一般僅為每攝氏度幾毫伏，因此為了準(zhǔn)確讀出溫度，需要高分辨率、低噪聲模數(shù)轉(zhuǎn)換器。當(dāng)熱電偶與印制電路板的銅印刷線連接時(shí)，在熱電偶與銅印刷線連接的地方會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)熱電偶接點(diǎn)。其結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)抵熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶熱電偶消熱電偶電壓的電壓。為了補(bǔ)償這個(gè)反向電壓，我們在熱電偶-銅線連接點(diǎn)放置一個(gè)溫度傳感器，測量連接處的溫度。這就是所謂的冷接點(diǎn)。
熱電偶是差分溫度測量器件，由兩段不同的金屬線構(gòu)成，一段用作正結(jié)點(diǎn)，另一段用作負(fù)結(jié)點(diǎn)，常用的熱電偶類型、所用金屬以及對應(yīng)的溫度測量范圍。熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個(gè)結(jié)點(diǎn)。環(huán)路電壓是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫差的函數(shù)。這利用了seebeck效應(yīng)，通常描述為熱能轉(zhuǎn)換為電能的過程。seebeck效應(yīng)與peltier效應(yīng)相反，peltier效應(yīng)為電能轉(zhuǎn)換成熱能的過程，典型應(yīng)用有熱電致冷器。測量電壓vout是檢測結(jié)點(diǎn)（熱結(jié)點(diǎn)）結(jié)電壓與參考結(jié)點(diǎn)（冷結(jié)點(diǎn)）結(jié)電壓之差。因?yàn)関h和vc是由兩個(gè)結(jié)的溫度差產(chǎn)生的，vout也是溫差的函數(shù)。比例因數(shù)α對應(yīng)于電壓差與溫差之比，稱為seebeck系數(shù)。
由于熱電偶測量的是溫度差，為了確定熱結(jié)點(diǎn)的實(shí)際溫度，冷結(jié)點(diǎn)溫度必須是已知的。冷結(jié)點(diǎn)溫度為0℃（冰點(diǎn)）時(shí)是一種zui簡單的情況，如果tc=0℃，則vout=vh。這種情況下，熱結(jié)點(diǎn)測量電壓是結(jié)點(diǎn)溫度的直接轉(zhuǎn)換值。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（nbs）提供了各種類型熱電偶的電壓特征數(shù)據(jù)與溫度對應(yīng)關(guān)系的查找表，所有數(shù)據(jù)均基于0℃冷結(jié)點(diǎn)溫度。利用冰點(diǎn)作為參考點(diǎn)，通過查找適當(dāng)表格中的vh可以確定熱結(jié)點(diǎn)溫度。
在熱電偶應(yīng)用初期，冰點(diǎn)被當(dāng)作熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)，但在大多數(shù)應(yīng)用中獲得一個(gè)冰點(diǎn)參考溫度不太現(xiàn)實(shí)。如果冷結(jié)點(diǎn)溫度不是0℃，那么，為了確定實(shí)際熱結(jié)點(diǎn)溫度必須已知冷結(jié)點(diǎn)溫度?？紤]到非零冷結(jié)點(diǎn)溫度的電壓，必須對熱電偶輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償，即所謂的冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償。
為了實(shí)現(xiàn)冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償，必須確定冷結(jié)點(diǎn)溫度，這可以通過任何類型的溫度檢測器件實(shí)現(xiàn)。在通用的溫度傳感器ic、熱電調(diào)節(jié)器和rtd中，不同類型的器件具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。對于精度要求非常高的應(yīng)用，經(jīng)過校準(zhǔn)的鉑rtd能夠在很寬的溫度范圍內(nèi)保持較高精度，但其成本很高。精度要求不是很高時(shí)，采用熱敏電阻和硅溫度傳感器ic能夠提供較高的性價(jià)比，熱敏電阻比硅ic具有更寬的測溫范圍，而溫度傳感器ic具有更高的線性度，因而性能指標(biāo)更好一些。修正熱敏電阻的非線性會(huì)占用較多的微控制器資源。溫度感應(yīng)ic具有出色的線性度，但測溫范圍很窄。
一旦你建立了一種冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎa(bǔ)償輸出電壓必須轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度，一種簡單的方法是采用來自nbs的查找表。用軟件實(shí)現(xiàn)查找表需要存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)，但是在需要連續(xù)不斷地進(jìn)行測試時(shí)，這些表提供了一種快速和準(zhǔn)確的解決方案。兩種用于將熱偶電壓轉(zhuǎn)換成溫度的其他方法需要不僅僅是查找表，這兩種方法是：使用多項(xiàng)式系數(shù)的線性近似值和熱電偶輸出信號的模擬線性化。