温度探针是一个固定在汽缸壁上的中间具有四个孔的金属杆。金属杆的前端穿过汽缸壁插入汽缸与汽轮机内流动做功的蒸汽接触，受到蒸汽的冲刷，金属杆在汽缸壁外面部分则予以保温，一支热偶装在探针的一个孔中，它的热接点敷设在受到蒸汽冲刷的探针前端的金属中，另一支热偶装在探针的另一个孔中，它的热接点则敷设在距探针前端适当距离的地方。
两根热偶反向串联，这样它们的输出热电势就是探针前端温度与另一支中间热偶敷设处探针温度之差的函数，也就是说组成温差热偶，探针的另外二孔温差热偶可互为备用，也可将一对输出作为测量指示信号，一对输出作为控制信号。
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