وقتی بخواهید جسمی به حرارت آتشفشان را اندازه گیری کنید از چه چیز استفاده میکنید؟اگر دماسنج های عادی مثل دماسنج مرکوری را به جسمی به دمای آتشفشان بچسبانید مطمئنا از دیدن به جوش آمدن جیوه و حتی ذوب شده شیشه دماسنج شگفت زده می شوید؛در دماهای بالا (بیش از 1000 درجه سلسیوس و بالتر از 1800 درجه فارنهایت)دماسنج ها کارآیی ندارند.در دماهای بسیار پایین (زیر 38-  سانتی گراد) جیوه یخ میزند.پس برای اندازه‌گیری دمای این جسم ها از چه چیز باید استفاده کرد؟

رابطه بین الکتریسته و گرما توسط ترموکوپل
هنگامی که از علم صحبت میکنیم منظورمان دو چیز است یا گرما یا الکتریسته .برخی فلزات مانند آهن و طلا رسانای خوبی هم برای گرما و هم الکتریسته هستن و برخی از مواد مانند پلاستیک رسانای خوبی برای هیچکدام نیستند.همانطور که می دانید جریان الکتریسته از طریق ذرات بارداری به نام الکترون جابه جا می شود. این ذرات باردار  مانند مورچه های باربر جریان برق را از جسمی رسانا به دیگری منتقل میکنند.اگر جسمی رسانای الکتریسته باشد؛ رسانای گرما نیز هست(توضیح انتقال حرارت در گاز ها چندان ساده نیست بنابراین چون بحثمان درباره ترموکوپل است و ترموکوپل وسیله است با فلز کار میکند پس فقط درباره همین موضوع صحبت میکنیم).

توماس سی بک و اثرات الکتروگرما
می دانید که اگر یک تکه فلز را در دستتان روی آتش بگیری مدت زمانی طول نمیکشد که دستتان هم گرم می شود .واضح است که انتقال گرما صورت گرفته اما آیا می دانستید که الکتریسته هم در این تکه آهن جریان پیدا کرده است؟؟؟اولین کسی که این موضوع را به دقت بررسی کرد ؛فیزیکدان آلمانی توماس سی بک بود که مشاهده کرد اگر دو سر یک سیم فلزی در دو دمای متفاوت باشند ؛الکتریسته در آن جریان پیدا میکند.این مهمترین نتیجه آزمایشات الکتروگرمایی سی بک بود. وی به نتایج بسیار و جالب  دیگری نیزدست یافت.مثلا اگر دو سر سیم فلزی را بهم وصل کنیم همانطور که کم کم به هم دمایی می رسند جریان الکتریسته بینشان هم ثابت می شود.
سی بک این آزمایش را با فلزات دیگر نیز امتحان کرد و مشخص شد که هرچه رسانای بهتر گرما باشند برق بیشتری نیز تولید میکنند, بنابراین میزان الکتریسته تولید شده به عناصر سازند ه فلزات بستگی دارد.شما هم اگر  انتهای دو قطعه مساوی از دو فلز متفاوت را به صورت حلقه ای به هم وصل کنید  و یکی را در دمای سردتر و دیگری را به دمای بالاتر برسانید می توانید در محل اتصل دو قطعه جریان الکتریسته را اندازه گیر کنید.

ترموکوپل چگونه کار میکند؟

اگر کاری که گفتیم را انجام دادید و شدت جریان و دما را اندازه گیری کردید به این کار کالیبراسیون میگویند.کالیبراسیون مثل درجه بندی دماسنج است.اگر کالیبراسیون را انجام دادید می توانید از این وسیله برای اندازه گیری دمای هر جسمی که می خواهید استفاده کنید به این ترتیب که یکی از فلز ها را درون ظرف یخ ( یا هرچیز دیگیر که دمایش را می دانید بگذارید ) و سر دیگر را به جسمی که می خواهید دمایش را اندازه گیری کنید بچسبانید تا دمایش را از طریق شدت جریان ایجاد شده اندازه گیری کنید. چون از دو فلزی تشکیل شده که به هم وصل اند و دما را اندازه گیری میکند به آن ترموکوپل میگویند.

استفاده های ترموکوپل
ترموکوپل ها ابزار اندازه گیری دقیقی برای گرما و حرارت همه اجسام هستند از اینرو به طور گسترده در علم صنعت از آن ها استفاده می شود.چون ترموکوپل ها جریان الکتریکی تولید می کنند برای اندازه گیری خودکار دما هم بسیار مناسبند چون بسیار راحتتر است که ترموکوپل ها را به کامپیوتر وصل کرده و یا در مدار های الکتریکی جایگذاری کرد تا نتیجه را به صورت خودکار نشان دهند؛تا بخواهید دما را دستی و با دماسنج اندازه گیری کنید.

ترموکوپل وسیله ارزان ( بسته به نوع فلز به کار رفته و نقطه ذوب آن  قیمتش تغییر میکند) و قابل دسترسی با عمر طولانی است که در محیط های سخت هم کار میکند.
طیف گسترده ای از ترموکوپل های مختلف برای برنامه های مختلف بسته به نوع فلزات با رسانایی بالا، مانند آهن، نیکل، مس، کروم، آلومینیوم، پلاتین، رودیوم و آلیاژهای مانند این ها وجود دارد. گاهی اوقات ترموکوپل های خاصی متناسب با مقاصدی که در نظر دارند ساخته می شود و در فلزات استفاده شده در آن ها تغییراتی می دهند (به عنوان مثال، مواد ترموکوپل ممکن است نیازاست  غیر مغناطیسی باشند ، فولاد ضد زنگ، و یا مقاوم در برابر مواد شیمیایی خاص باشند).