上自儀熱電偶工作原理是通過兩種不同成分的導體兩端經焊接、形成回路，直接測溫端叫測量端，接線端子端叫參比端。當測量端和參比端存在溫差時，就會在回路中產生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就指示出熱電偶所產生的熱電動勢的對應溫度值。熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長，熱電動勢的大小只和熱電偶導體材質以及兩端溫差有關，和熱電極的長度、直徑無關。
上自儀熱電偶一般使用在溫度較高的環境，因它們在中，低溫區時輸出熱電勢很小，當電勢小時，對抗干擾措施和二次表和要求很高，否則測量不準，還有，在較低的溫度區域，冷端溫度的變化和環境溫度的變化所引起的相對誤差就顯得很突出，不易得到全補償。 熱電偶有正負極，補償導線也有正負之分。首先保證連接，配置準確。在運行中，常見的有短路、斷路、接觸不良(有萬用表可判斷)和變質(根據表面顏色來鑒別)。檢查時，要使熱電偶與二次表分開。
主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結構，并配以各種安裝固定裝置組成。采用熱套保護管與電偶可分離式，使用時，用戶可將熱套焊接或機械固定在設備上，然后裝上電偶就可工作，它的優點是提高了保護管的工作壓力和使用壽命，又便于電偶的維修或更換，目前這種結構形式被被國內外廣泛采用。
上自儀熱電偶中的公稱壓力一般是指在常溫下，保護管所能承受的靜態外壓而不破裂，試驗壓力一般采用公稱壓力的1.5倍。實際上，允許工作壓力不僅與保護管材料、直徑、壁厚有關，而且還與其結構形式、安裝方法、置入深度以及被測介質的流速，種類有關。
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