热电偶一般由五部分构成，两根热电极（或叫偶丝）是构成热电偶的核心部分（第一部分测温元件），其它部分都是围绕它展开；为了保证回路中热电动势不损失以准确传递被测温度信号，必须用绝缘材料使两热电极除两端点之外的其余部分之间，及其与外界之间有可靠的绝缘（第二部分绝缘材料）；为了保护绝缘材料和偶丝，延长热电偶的使用寿命，一般还设计有保护套管（第三部分保护管）；为了安装接线使用方便，同时适应各种使用场合，一般还设计有第四部分接线装置和第五部分安装固定装置。这些就是所谓的“五部”。根据不同用途，能够测温的最基本的热电偶（即热电偶芯），没有保护管和安装固定装置。
从热电偶的测温原理可知，构成最基本的热电偶除了两根热电极材料外，还必须在热电极的两端按照要求作成测量端和参比端，俗称“热端”和“冷端”，这就是所谓的“两端”。根据热电偶的不同用途和附加结构，热端有绝缘型、多支分离绝缘型、接壳型、露头型四种形式，冷端有密封和非密封两种形式。允许偏差又称“允差”或“测温精度”，指具体一支热电偶的热电特性与该类热电偶的标准分度表的符合程度。从理论上讲没有材质、组织结构、加工状态完全相同的两支热电偶，所以任何一支热电偶都与标准分度表有偏差，任何一支热电偶的两次测试结果也不一致，都只能在一定程度上符合标准分度表。根据符合程度或偏差的大小把热电偶分为三级，下表给出的两种计算方法，取计算结果较大的一种作为允许偏差的标准值。如K型Ⅱ级精度300℃的允差为±2.5℃而不是±2.25℃（300x0.75%=2.25）
热电偶将感应到的温度信号根据热电效应转变成毫伏信号，再经补偿导线传送到温度显示(控制)仪表，经过显示仪表的转换电路将热电偶感应到的温度毫伏信号以摄氏度的形式直观地显示出来，而不是显示毫伏值，所以热电偶阻又叫温度传感器或一次测温仪表。为了将温度信号引入高一级的控制系统，有时在使用过程中还需将毫伏信号转变成标准的电流信号（即温度变送器），以适应多台表共用一个信号和实现各种控制目的。 经过170多年的发展，热电偶测温技术已相当成熟。从技术上分析，热电偶可以解决所有的直接测温问题，只是用在2000℃左右的高温测试中因为成本太高而被间接测温仪表部分代替，用在0—600℃范围内因为精度略低而被热电阻部分代替，还有在0—600℃范围内要求现场显示同时不需供电和远传的场合用双金属温度计和压力式温度计以及玻璃温度计部分代替。
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