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熱電偶是基于“溫差電效應”的測輻射熱器件。

1. 溫差電效應：簡單地說，就是在由兩種不同的金屬導體或是半導體材料構成的結點處，可以產生接觸電動勢。將這兩種不同的材料連接成一對節點構成的閉合回路，并使其中一個結點接受輻射（熱輻射或光輻射），則該節點就會產生“溫度升高”，與另一個沒有接受輻射的結點之間出現溫度差，導致兩個結點的接觸電動勢不同，從而在閉合回路中產生電流。這種效應也叫作“塞貝克效應”。
2. 測溫原理：使用熱電偶時，通常利用其中一個結點作為測量端（熱端），用于吸收熱輻射而產生“溫升”，而另一結點作為參考端（冷端），并維持恒溫。下圖為簡單測試原理結構圖。通過檢測電流的大小就可以探測熱輻射的大小，繼而完成測溫。