A hőelem a hőmérsékletmérő műszerekben általánosan használt hőmérséklet-érzékelő elem. Közvetlenül méri a hőmérsékletet, és a hőmérsékleti jelet termoelektromos potenciáljellé alakítja, amelyet ezután egy elektromos műszer (másodlagos műszer) a mért közeg hőmérsékletévé alakít. A különböző hőelemek külső megjelenése az alkalmazástól függően gyakran jelentősen eltér, de alapvető felépítésük általában megegyezik. Általában fő részekből állnak, mint például termoelektródák, szigetelő hüvely, védőcső és csatlakozódoboz. Általában megjelenítő műszerekkel, rögzítő műszerekkel és elektronikus szabályozókkal együtt használják őket. a hőmérsékletmérő műszerekben általánosan használt hőmérséklet-érzékelő elem. Közvetlenül méri a hőmérsékletet, és a hőmérsékleti jelet termoelektromos potenciáljellé alakítja, amelyet ezután egy elektromos műszer (másodlagos műszer) a mért közeg hőmérsékletévé alakít. A különböző hőelemek külső megjelenése az alkalmazástól függően gyakran jelentősen eltér, de alapvető felépítésük általában megegyezik. Általában fő részekből állnak, mint például termoelektródák, szigetelő hüvely, védőcső és csatlakozódoboz. Általában megjelenítő műszerekkel, rögzítő műszerekkel és elektronikus szabályozókkal együtt használják őket.
Az ipari termelési folyamatokban a hőmérséklet az egyik fontos paraméter, amelyet mérni és ellenőrizni kell. A hőelemek széles körben használatosak a hőmérsékletmérésben számos előnyük miatt, beleértve az egyszerű szerkezetet, a könnyű gyártást, a széles mérési tartományt, a nagy pontosságot, az alacsony tehetetlenséget és a távolról könnyen továbbítható kimeneti jeleket. Továbbá, mivel a hőelemek passzív érzékelők, nem igényelnek külső tápegységet a méréshez, így nagyon kényelmes a használatuk. Ezért gyakran használják a kemencékben és csövekben lévő gázok vagy folyadékok hőmérsékletének, valamint a szilárd anyagok felületi hőmérsékletének mérésére.
Működési elv: Két különböző összetételű vezetéket (úgynevezett hőelemhuzalt vagy termoelektródát) mindkét végén összekapcsolnak, hogy egy áramkört alkossanak. Ha a két csomópont hőmérséklete eltérő, az áramkörben elektromotoros erő keletkezik. Ezt a jelenséget termoelektromos hatásnak, ezt az elektromotoros erőt pedig termoelektromos potenciálnak nevezzük. A hőelemek ezt az elvet használják a hőmérséklet mérésére. Az egyik végét, amelyet közvetlenül a közeg hőmérsékletének mérésére használnak, munkavégnek (más néven mérővégnek), a másik végét hideg végnek (kompenzációs végnek is nevezik). A hideg vég egy kijelző műszerhez vagy egy hozzáillő műszerhez csatlakozik, amely jelzi a hőelem által generált termoelektromos potenciált. A hőelem lényegében egy energiaátalakító, amely a hőenergiát elektromos energiává alakítja, a generált termoelektromos potenciál segítségével a hőmérséklet mérésére. A hőelem termoelektromos potenciáljával kapcsolatban a következő pontokat kell megjegyezni:
1. A hőelem termoelektromos potenciálja a hőelem két végének hőmérsékletfüggvényei közötti különbség, nem pedig a hideg vége és a munkavége közötti hőmérséklet-különbség függvénye;
2. A hőelem által generált termoelektromos potenciál nagysága, ha a hőelem anyaga egyenletes, független a hőelem hosszától és átmérőjétől, és csak a hőelem anyagának összetételére és a két vége közötti hőmérséklet-különbségre vonatkozik;
3. A két hőelem huzal anyagának meghatározása után a hőelem termoelektromos potenciáljának nagysága csak a hőelem hőmérséklet-különbségéhez kapcsolódik; ha a hőelem hideg végének hőmérsékletét állandó értéken tartjuk, akkor a hőelem termoelektromos potenciálja a munkavégi hőmérséklet egyetlen-értékű függvénye. Két különböző anyagú A és B vezetőt vagy félvezetőt hegesztenek össze, hogy zárt áramkört alkossanak, amint az az ábrán látható. Ha az A és B vezető két 1. és 2. csomópontja között hőmérséklet-különbség van, elektromotoros erő keletkezik közöttük, így áram keletkezik az áramkörben. A hőelemek ezt a hatást használják fel.
