热电偶是对系统、多氯联苯和单个部件进行热表征时常用的工具。它们很受欢迎是因为它们价格便宜，而且相对容易使用。尽管热电偶看起来很简单，但必须注意如何使用它们，因为就像任何其他传感器一样，准确读数的关键在于如何设置和校准它们。
热电偶操作的基本原理是：在某些不同金属的两个结之间产生一个电压。
一个结保持在待测量的温度，另一个结保持在参考温度。所产生的电压与连接点之间的温差相关。电压也取决于这两种不同的金属是什么。有几种标准的热电偶类型，如E、T、J和K，为了准确地测量温度，测量系统需要对特定的类型进行补偿。应注意通过导线的颜色编码来验证热电偶的类型，并在测量设备上选择正确的类型。还应该指出的是，不同的国家有不同的颜色代码。
关于热电偶的一个常见的误解是关于热电偶结到底在哪里。
通常，热电偶是通过简单地剥离电线绝缘，并扭转电线在一起制成的。无论电线是否被焊接或焊接在一起形成结头，电线之间的实际连接都发生在它们相互接触的第一个点。在下面的图中，连接点距离珠子只有几毫米远。很容易假设珠子处的温度，但实际连接处的温度可能有几度不同。
应注意保持暴露的导线短，和珠子尽可能接近绝缘。一个较好的热电偶结的例子如下图所示
在电子热管理中，我们经常试图测量PCB或集成电路等元件的表面温度。研究发现几种通常用于连接热电偶的不同方法，以及热电偶取向和导线类型的影响。
将热电偶附着在表面上的一种常见方法是使用某种胶带，如卡普顿带、铝带或可用于将散热器连接到设备上的热带。
它们易于使用，但最大的问题是确保热电偶珠与待测量的表面保持良好接触。如果有气隙，那么热电偶的温度可能比设备的表面要低得多。此外，由于需要一定数量的磁带来确保良好的接触，这种方法可能不适适合小型设备，因为设备可能不够大的磁带，或者磁带本身可以作为设备上的绝缘体或散热器。
将热电偶焊接在表面通常会产生最准确的读数，因为焊料的导热系数相对较高，并产生了强大的、无空气的接头。然而，焊接只适用于某些类型的金属，所以它并不总是一种选择。焊接主要用于将热电偶连接到PCB上进行热分析。
与使用胶带或胶水相比，进行焊料连接也需要更长的时间，因此它的用途有限。研究中发现将热电偶粘在表面最有效和通用的方法是使用环氧粘合剂。
与胶带连接一样，环氧树脂的温度需要尽可能接近表面，表面和热电偶珠之间含量最少，因为环氧树脂的导热系数很低。使用设计用于散热器附件的环氧树脂应尽量减少表面和珠子之间的温差，因为它含有增加导热系数的填充颗粒。
唯一的缺点是，这种特殊的环氧树脂比普通的环氧树脂更贵。快速设置环氧树脂使连接过程更容易，热电偶珠可以压到设备表面使用一小块塑料或其他材料，而环氧树脂设置。
研究发现，热电偶的取向对所观察到的误差量有很大的影响。如下图显示，在一个17毫米的FPBGA封装与2W的功耗和1.25 m/s的空气流量条件下，模拟一个30号J型热电偶，发现垂直方向的相对误差是水平方向的两倍。
ETM和EMC对总误差ETC的贡献如图所示。如果可能，应始终使用水平方向。
另一个发现是热电偶线的仪表对测量误差的影响。热电偶线越厚，就越能传导热量。当仪表降低到36时，误差大大降低，如图所示。除此之外，环氧树脂附着物本身的影响似乎成为了限制因素。使用非常精细的电线比较困难，但为了获得最准确的结果，建议使用36ga电线或更细的电线。
由于不同类型的导热系数不同，热电偶的类型也会影响相对误差。E、K、J、T型热电偶测试，发现T型热电偶显示比其他类型多相对误差，最有可能是因为一个电线T型铜，这是一个更好的导体热比任何其他金属用于E、K和J类型。下图基于36号热电偶的相对误差，30号热电偶的误差增加了一倍。
本研究中看到的误差量并不是直接适用于每种情况。
如果是一个更大的BGA，如35x35mm封装，那么由热电偶的存在引起的误差应该比模拟的17mm封装更低。
当组件具有较大的表面积时，通过环氧树脂和热电偶散热的热量百分比相对于直接从组件散热的热量百分比较低。
遵循这些有助于改进使用热电偶的温度测量。值得注意的是，即使有最小的规格线，正确的热电偶类型，最好的方向、最小的环氧树脂使用量，误差的量可能仍然很大。
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