Термоэлементы часто используются, из за их маленьких конструктивных форм, в качестве активных датчиков в измерительной технике и технике автоматического регулирования. Они измеряют температуру в очень широком диапазоне температур, от -200°C до +1700°C (при необходимости до 2300°C) и поэтому часто применяются в устроиство-, машино- и приборостроении, а также для определения температуры при расплавлении солей и металла. Тем самым, они являются недорогой альтернативой измерительным приборам излучения.
Высокая и постоянная измерительная точность термоэлементов в течении длинных периодов, зависит от тщательно выбранного термоэлемента. Два критерия - максимальная температура и окружающая измерительная среда - имеют решающее значение для успешного решения задачи, т.е. измерения.
Термоэлемент NiCr-Ni (тип K), например, обладает высокой стойкостью к окисляющей среде. Его нагревание выше 850°C меняет термоэлектрические качества так, что при низких температурах (<100°C) приводит к постоянным отклонениям в измерении.
Термоэлемент Fe-CuNi (тип J и L), находится от +550°C под сильной угрозой окисления, однако, проявляет хорошую стойкость к окружающим, сокращающим средам. Предельная температура составляет около 700°С. То же самое действует для термопар Cu-CuNi, только они подходят для температур в диапазоне 400°C ... +600°С.
Термопары содержащие платину (тип S, R и B), предназначены для применения при высоких температурах, до 1700°С. Общим для всех платино-платинородиевых термоэлементов, является их чувствительность к газам содержащих серу и фосфор.
Общая проблема незащищенных термопар в том, что при температурах выше 1000°C, примеси и металлические пары могут диффундировать, что в последовательности приводит к изменению термоэлектрических свойств термопары.
По этим причинам, в зависимости от атмосферы, диапазона температуры и термопары, принимаются подходящие меры, как например, монтирование в газонепроницаемые керамические или металлические защитные трубы или оболочки.
Измерительная величина „температура“ превращается термоэлементом, без дополнительного вспомогательного источника напряжения, в электрическое напряжение.
Если соединить два металла с различной тепловой мощностью в термопару, то между свободными концами образуется напряжение, которое зависит от разницы температур между соединительными местами и разницы тепловой мощности обоих металлов. Через что, также можно определить соответствующую температуру.
В стандартах DIN 43710 и МЭК 584 определены самые важные и чаще всего использованные комбинации материала, с их температурным поведением напряжения.
