在图2-7中，A和B是由两种具有不同成分和一定热电特性的材料组成的热电极。它们的一端相互焊接，另一端连接成回路，就成了热电偶传感器。
热电偶的焊接端称为工作端或热端。使用时，将此端置于待测温度；另一端称为自由端或冷端。由于不同金属导体的自由电子密度不同，当两个金属条A和B焊接在一起时，在其接触处会发生电子扩散。电子扩散的速度与自由电子的密度差和连接点的温度成正比。在单位时间内，如果从A扩散到B的电子数多于从B扩散到A的电子数，则A因失去电子而带正电，B因获得电子而带负电。
因此，热电偶传感器的两个上端之间会产生电动势，称为热电动势。热电动势与电极的形状和大小无关，只取决于两种金属的特性和冷热端的温差。反映这一特性的参数称为热电偶的温度系数，它表示热端温度每变化1，两冷端之间电动势的变化。因此，不同的金属材料可以用于形成具有各种特性的热电偶传感器。
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