Ein Thermoelement ist ein Temperatursensorelement und ein primäres Instrument, das die Temperatur direkt misst. Es besteht aus einem geschlossenen Stromkreis, der aus zwei Leitern unterschiedlichen Materials besteht. Aufgrund der unterschiedlichen Materialien führen unterschiedliche Elektronendichten zu einer Elektronendiffusion und nach Erreichen eines stabilen Gleichgewichts entsteht ein elektrisches Potential. Wenn zwischen den beiden Enden ein Temperaturgefälle besteht, wird im Stromkreis ein Strom erzeugt, der ein thermoelektrisches Potenzial erzeugt. Je größer der Temperaturunterschied, desto größer der Strom. Der Temperaturwert kann nach Messung des thermoelektrischen Potentials ermittelt werden. Ein Thermoelement ist im Wesentlichen ein Energiewandler, der thermische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Technische Vorteile von Thermoelementen: Thermoelemente haben einen großen Temperaturmessbereich und eine relativ stabile Leistung; hohe Messgenauigkeit, da das Thermoelement in direktem Kontakt mit dem Messobjekt steht und nicht durch das Zwischenmedium beeinflusst wird; schnelle thermische Reaktionszeit, da Thermoelemente schnell auf Temperaturänderungen reagieren; Großer Messbereich, Thermoelemente können kontinuierlich Temperaturen von -40 bis +1600 Grad messen; zuverlässige Leistung und gute mechanische Festigkeit. Sie haben eine lange Lebensdauer und sind einfach zu installieren.
Ein Thermoelement muss aus einem geschlossenen Stromkreis bestehen, der aus zwei Leitern (oder Halbleitern) mit unterschiedlichen Eigenschaften besteht, aber bestimmte Anforderungen erfüllt. Zwischen dem Messende und dem Referenzende des Thermoelements muss ein Temperaturunterschied bestehen.
Zwei Leiter oder Halbleiter A und B aus unterschiedlichen Materialien werden zu einem geschlossenen Stromkreis zusammengeschweißt. Wenn zwischen den beiden Anschlüssen 1 und 2 der Leiter A und B ein Temperaturunterschied besteht, wird zwischen ihnen eine elektromotorische Kraft erzeugt und so ein Strom im Stromkreis erzeugt. Dieses Phänomen wird thermoelektrischer Effekt genannt. Thermoelemente nutzen diesen Effekt.
