Un termoparell es forma connectant dos conductors diferents entre si. Quan les unions de mesura i de referència es troben a temperatures diferents, es genera una força termoelèctrica (EMF). La unió de mesura és la part de la unió del termopar que es troba a la temperatura que es mesura. La unió de referència és la part de la unió del termoparell que es manté a una temperatura coneguda, o on els canvis de temperatura es compensen automàticament.
En aplicacions industrials convencionals, els elements de termoparell solen acabar en un connector; tanmateix, la unió de referència rarament es troba al connector, sinó que es transfereix a un entorn controlat-de temperatura estable mitjançant cables d'extensió de termoparells adequats. Tipus d'unió: els termoparells posats a terra tenen la unió del termoparell connectada físicament (soldada) a la funda de la sonda, la qual cosa permet una excel·lent transferència de calor-és a dir, la calor es transfereix des de l'exterior a través de la funda de la sonda a la unió del termoparell. Els termoparells connectats a terra es recomanen per mesurar la temperatura de gasos i líquids corrosius estàtics o que flueixen, així com algunes aplicacions d'alta pressió-. En els termoparells aïllats, la unió del termoparell està separada de la funda de la sonda i envoltada per una pols suau. Tot i que els termoparells aïllats tenen un temps de resposta més lent que els termoparells posats a terra, proporcionen aïllament elèctric.
Els termoparells aïllats es recomanen per a entorns corrosius, idealment proporcionant un aïllament elèctric complet del termoparell de l'entorn circumdant mitjançant un blindatge de la funda. Els termoparells d'unió exposats permeten que la punta de la unió s'estengui a l'entorn circumdant. Aquest tipus proporciona el millor temps de resposta, però es limita a aplicacions no-corrosives, no-perilloses i no-pressuritzades. El temps de resposta s'expressa com una constant de temps, definida com el temps necessari perquè el sensor canviï un 63,2% entre els valors inicials i finals en l'entorn controlat. Els termoparells d'unió exposada tenen el temps de resposta més ràpid, i com més petit sigui el diàmetre de la funda de la sonda, més ràpid serà el temps de resposta, però menor serà la temperatura màxima de mesura permesa. Cables d'extensió: els cables d'extensió del termoparell són un parell de cables amb les mateixes característiques termoelèctriques que el termoparell al qual estan connectats. Quan estan connectats correctament, els cables d'extensió transfereixen la unió de referència del termopar a l'altre extrem del cable, que normalment es troba en un entorn controlat. A l'hora de seleccionar un termopar, s'han de tenir en compte els factors següents:
1. El rang de temperatures a mesurar;
2. El temps de resposta requerit;
3. El tipus de connexió;
4. La resistència química a la corrosió del termoparell o del material de la funda;
5. Resistència a l'abrasió o vibració;
6. Requisits d'instal·lació i limitació, etc.
