قانون اول: ولتاژ ترموالکتریک مستقل از دمای سیم­های رابط بوده و فقط به دمای محل اتصالات بستگی دارد.
این قانون از این نظر مهم است که در نصب ترموکوپل در محیط­های صنعتی، سیم­های رابط و نیز اتصال مرجع ممکن است متأثر از تغییرات شدید دمای محیط خود باشند.
قانون دوم: در صورتی که یک فلز سوم C به مدار A یا B اضافه شود، به شرطی که اتصالات جدید دارای دمای یکسانی باشند، emf تغییری نخواهد کرد. این بدین معنی است که مثلاً یک ولت متر بدون آن که در ولتاژ مدار تأثیر بگذارد می ­تواند وارد مدار شود.
قانون سوم: اگر فلز سوم C بین A و B در هر دو اتصال قرار گیرد، در صورتی که در محل اتصالات AC و CB دارای دمای یکسانی باشند باز هم emf تغییری نمی­کند. کاربرد عملی این قانون این است که سیم­های A و B می­توانند توسط یک فلز سوم در محل­های اتصالات به هم جوش داده شوند. به علاوه می­توان ولت متر را در محل اتصال مرجع در مدار قرار داد.
قانون چهارم: این قانون به نام قانون فلزات میانی معروف است. بر طبق این قانون می­توان emf دو فلز مثلاً مس-آهن (AB) را از emf های مس-کنستانتان (AC) و کنستانتان-آهن (CB) استنتاج نمود.
(۱-۱۱)
قانون پنجم: این قانون به نام قانون دمای میانی معروف است. مطابق این قانون:
(۱-۱۲)
بطوری که T₃ حرارت میانی می­باشد. اگر باشد:
(۱-۱۳)
به عنوان مثال فرض کنید که می­خواهیم دمای T₁ را که مربوط به مایع داخل یک ظرف می­باشد توسط یک ترموکوپل از جنس کرومل- آلومل (نوع K) اندازه ­گیری کنیم. اتصال مربوط به اندازه ­گیری را داخل ظرف کرده و اتصال مرجع در خارج ظرف که دارای درجه حرارت می­باشد قرار می­گیرد (T₂=20. مقادیر emf اندازه گیری شده در این حالت ۵.۳^mv می­باشد. حال مقدار را از روی جدول ترموکوپل برابر با ۰/۸^mv پیدا می­کنیم این نوع جداول مقدار emf را برای انواع ترموکوپل­ها بر حسب میکرو­ ولت، در حالی که حرارت اتصال مرجع صفر درجه سانتی ­گراد باشد، نشان می­ دهند (جدول نوع K را می­توانید در پیوست الف مشاهده کنید).

بدین ترتیب با بهره گرفتن از قانون پنجم داریم:
^mv . (۱-۱۴)
و با مراجعه مجدد به جدول مذکور، مقدار T₁ برابر با پیدا می­ شود.

۱-۴-۲-۲-۶- انواع ترموکوپل

از هر دو نوع فلز غیرهم­جنس می­توان برای تشکیل یک ترموکوپل استفاده کرد، چرا که توانایی ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در اثر حرارت را دارا هستند. اما ترموکوپل­هایی که در صنعت و آزمایشگاه­ها استفاده می­ شود، از آلیاژهای به خصوصی از فلزات تشکیل شده ­اند. انواع ترموکوپل­ها در فاکتورهایی مانند قیمت، نقطۀ ذوب، خواص شیمیایی، پایداری و حساسیت دمایی متفاوت هستند. بدیهی است که هر یک از انواع ترموکوپل­ها برای استفادۀ خاصی طراحی و ساخته شده ­اند.
چیزی که شاید در انتخاب یک ترموکوپل مهم­تر باشد، حساسیت دمایی و محدودۀ اندازه ­گیری دماست؛ ترموکوپل­ها علاوه بر موارد گفته شده، در محدودۀ اندازه ­گیری دما نیز با یکدیگر متفاوت هستند (شکل ۱-۲۴).

• • حساسیت دمایی ترموکوپل­ها با میزان تغییرات اختلاف ولتاژ به ازای میزان تغییرات جزئی دما در یک دمای خاص برابر است.

شکل ۱-۲۴: نمودار ولتاژ خروجی انواع ترموکوپل­ها بر حسب تغییرات دما
به خاطر اینکه مواد استفاده شده در دماهای بسیار بالا یا پایین در ترموکوپل­ها بسیار تحت تأثیر محیط مورد استفاده خود قرار دارند، باید شرایط موجود محیطی در هنگام استفاده از ترموکوپل­ها که در جدول ۱-۳ آمده است، مد نظر قرار گیرد.^[۵]
یک محیط خنثی به محیطی گویند که ترکیبی از گازها که شامل مقدار کمی و یا بدون اکسیژن است آن را تشکیل می­دهد. این محیط اساساً دارای گازهایی است که واکنش دهنده با گازهایی دیگر نیستند یا آستانۀ واکنش آن ها بسیار بالا است. گازهایی مانند نیتروژن، آرگون، هلیم و دی اکسید کربن معمولاً اجزای ترکیبات گازهای خنثی را تشکیل می­ دهند.
یک محیط کاهیده اشاره به محیطی دارد که اکسیداسیون در اثر نبود اکسیژن و یا هر گاز یا بخار اکسید کنندۀ دیگر در آن محیط صورت نمی­پذیرد. محیط کاهیده معمولاٌ به محیط­هایی گفته می­ شود که شامل نیتروژن و یا هیدروژن هستند. برای مثال، از این گازها معمولاً در کوره­هایی استفاده می­ شود که عملیات سخت سازی فلز به منظور کاهش تنش­ها و بالا بردن مقاومت فلز در برابر خوردگی دارای اهمیت باشد. همچنین از نیتروژن در کوره­های خاصی برای بهبود عملیات اتصال در بعضی از اتصالات در کنار هم مورد استفاده قرار می­گیرد.
یک محیط اکسیداسیون محیط گازی است که در آن اکسیداسیون فلزات به آسانی در برابر اکسیژن زیاد در محیط اتفاق می­افتد. در مقابل این محیط، محیط کاهنده قرار دارد که در بالا توضیح داده شد که در آن اکسیژن کاهش داده شده یا حذف شده است. اکثر فرآیندهای احتراقی به محیط­های اکسیدان برای ادامۀ احتراق نیاز دارند. اکثر مواد وقتی به اندازۀ کافی در حضور اکسیژن حرارت داده می­شوند، اکسید می­شوند. اکسیداسیون هنگامی اتفاق می­افتد که بخشی از ترکیب متشکل ماده شکسته شده و بعضی مولکول­ها که از ماده جدا شده و با اکسیژن موجود در محیط ترکیب شده و تولید اکسید می­ کنند. برای مثال، چیزی که بطور معمول در فرایند پخت مواد سرامیکی رخ می­دهد، تبدیل کردن مواد به اشکال اسیدی و یا کنترل رنگ آن­ها می­باشد. هنگامی که کربنات مس سوزانده شود، کربن آن جدا شده و سوزانده می­ شود و وقتی که اتصال بین مولکول مس-کربن شکسته می­ شود، اکسیژن موجود با مس ترکیب شده و اکسید مس را شکل می­دهد.
محیط خلأ اشاره به بخشی از فضا دارد که از هر گونه مادۀ آزاد خالی شده باشد. این به معنی آن است که فشار داخل این محیط از فشار محیط در بیرون بسیار کمتر است. توجه داشته باشید محیط کاملاً خلأ عملاً قابل دستیابی نمی ­باشد، چرا که اتم­ها و ذرات همواره در محیط حضور دارند. اما کیفیت محیط خلأ اشاره به این دارد که تا چه حد به محیط خلأ کامل نزدیک شده­ایم. به عبارتی فشار محیطی در چه نسبت پایینی در برابر فشار اتمسفر بیرون قرار دارد. بیشترین دماها برای هر کدام از ترموکوپل­ها معمولاً به عایق به کار رفته در آن ها محدود می­ شود.
جدول۱-۳: انواع ترموکوپل­های رایج و موارد استفاده از آن­ها^[۵]