Een thermokoppel is een temperatuur-sensorelement en een primair instrument dat de temperatuur rechtstreeks meet. Het bestaat uit een gesloten circuit dat bestaat uit twee geleiders van verschillende materialen. Vanwege het verschil in materialen veroorzaken verschillende elektronendichtheden elektronendiffusie en wordt een elektrische potentiaal gegenereerd nadat een stabiel evenwicht is bereikt. Wanneer er een temperatuurgradiënt is tussen de twee uiteinden, wordt er een stroom gegenereerd in het circuit, waardoor een thermo-elektrische potentiaal ontstaat. Hoe groter het temperatuurverschil, hoe groter de stroom. De temperatuurwaarde kan worden bepaald na het meten van het thermo-elektrische potentieel. Een thermokoppel is in wezen een energieomzetter die thermische energie omzet in elektrische energie.
Technische voordelen van thermokoppels: Thermokoppels hebben een breed temperatuurmeetbereik en relatief stabiele prestaties; hoge meetnauwkeurigheid, omdat het thermokoppel in direct contact staat met het te meten object en niet wordt beïnvloed door het tussenmedium; snelle thermische responstijd, omdat thermokoppels snel reageren op temperatuurveranderingen; groot meetbereik, thermokoppels kunnen continu temperaturen meten van -40 tot +1600 graden; betrouwbare prestaties en goede mechanische sterkte. Ze hebben een lange levensduur en zijn eenvoudig te installeren.
Een thermokoppel moet bestaan uit een gesloten circuit dat bestaat uit twee geleiders (of halfgeleiders) met verschillende eigenschappen, maar die aan bepaalde eisen voldoen. Er moet een temperatuurverschil zijn tussen het meetuiteinde en het referentie-uiteinde van het thermokoppel.
Twee geleiders of halfgeleiders A en B van verschillende materialen worden aan elkaar gelast om een gesloten circuit te vormen. Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee knooppunten 1 en 2 van de geleiders A en B, wordt daartussen een elektromotorische kracht gegenereerd, waardoor er een stroom in het circuit ontstaat. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrisch effect genoemd. Thermokoppels werken door gebruik te maken van dit effect.
