高溫耐磨熱電偶根據(jù)塞貝克系數(shù)，溫度梯度在傳導(dǎo)性金屬上產(chǎn)生電壓。由兩種不同的金屬組成，金屬絲的塞貝克系數(shù)S(T)一般不同。工作原理，向一段金屬絲施加一個電壓源時，電流從正端流向負(fù)端，金屬絲發(fā)熱，造成一部分能量損耗。托馬斯·塞貝克在1821年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)則是一種反向現(xiàn)象：向一段金屬絲應(yīng)用某種溫度梯度時，會產(chǎn)生一個電勢。這就是熱電偶的物理基礎(chǔ)。
(式1)
式中，∇V為電壓梯度，∇T為溫度梯度，S(T)為塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)與材料相關(guān)，并且也是溫度的函數(shù)。一段金屬絲上兩個不同溫度點之間的電壓等于塞貝克系數(shù)函數(shù)在溫度上的積分。
(式2)
例如，T1、T2和T3表示一段金屬絲上不同位置點的溫度。T1 (藍(lán)色)表示zui低溫度點，T3(紅色)表示zui高溫度點。T2和T1之間的電壓為：類似地，T3和T1之間的電壓為：根據(jù)積分的可加性，V31也等于：
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