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熱電偶測溫的基本原理是兩種不同材質導體組成閉合回路,當兩端存在不同溫度時,回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在熱電勢，這就是所謂的塞貝克效應。熱電偶直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與儀表連接，顯示熱電偶所產生的熱電勢（圖2）。
根據材質不同，熱電偶分不同的型號，目前按IEC國際標準，主要有S、B、E、K、R、J、T七種標準。由于熱電偶產生的電勢較小，且非線性，通常使用熱電偶測溫度時需要進行放大和線性化。熱電偶輸出的電熱是兩結點溫度差的函數，通常將熱電偶一端作為被測溫度端，T0作為固定冷端（參考溫度端），通常要求T0保持0度。但實際使用很難滿足，所以產生了熱電偶冷端補償的問題，冷端補償可采用補償導線或補償電橋等多種方法。
NI公司的SCC和SCXI系列調理產品均有針對熱電偶調理的模塊。NI SCC-TC系列是可調理各類熱電偶的單通道模塊，該產品支持±100mV范圍內的毫伏輸入，帶有一個2Hz的低通靜噪濾波器，增益100的儀用放大器，用于冷端溫度補償的板載熱敏電阻以及實現M系列DAQ設備最高掃描速率的緩沖輸出。SCC-TC系列模塊的輸入電路還包含高阻抗偏壓電阻器，可用于熱電偶開路的檢測以及浮動熱電偶和接地參考熱電偶的處理。同樣作為熱電偶調理的NI SCXI-1102和SCXI-1112每路輸入通道也包括了一個儀器放大器和一個2Hz的低通濾波器。采集卡可以用高達333 kS/s（每通道3us）的速度掃描它們的模擬輸入通道，支持采集的信號范圍包括電壓以及0到20mA或4到20mA的電流。SCXI每個模塊的所有通道都可以被NI數據采集卡的某一路通道采集，并支持另加模塊以增加通道數。
NI也提供帶有專門針對某類應用調理的數據采集卡，即C系列產品。NI 9211A專門針對各類型的熱電偶測量設計，24位分辨率保證了高精度，內置傳感器則實現了冷端溫度補償。該模塊還具有250 Vrms通道-地面接地隔離，實現了安全、抗干擾和高共模電壓范圍。NI 9211A可加上一個USB 9162構成USB-9211A單獨使用，也可以插在cDAQ-9172的8槽USB底板上作為cDAQ系統中的一個模塊使用。
cDAQ模塊雖然集采集調理為一體，但是通道數較少，NI 9211A可以同時采集4路熱電偶，單通道采樣率為12S/s。如果需要采集多通道或高速的熱電偶信號，可選擇M系列數據采集卡加上SCC或SCXI調理模塊。
熱電阻（RTD）
熱電阻是中低溫采集時常用的一種溫度傳感器，它的主要特點是測量精度高，性能穩定，靈敏度高。熱電阻是基于金屬導體或半導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的，其大都由純金屬材料制成，目前使用最多的是鉑。熱電阻需要電源激勵，且不能夠瞬時測量溫度的變化。工業用熱電阻一般采用Pt100，Pt1000，Cu50，Cu100等多種型號。
熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響，目前熱電阻的引線主要有三種方式：二線制，三線制，四線制。二線制是在熱電阻的兩端各連一根導線來引出電阻信號，這種引線方法很簡單，但是測量精度不高。在熱電阻一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用。因為熱電阻作為電橋上一個橋臂的電阻，其連接導線也是橋臂的一部分，而這部分電阻是未知且隨環境溫度變化的，會造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及相鄰橋臂上，這樣較好地消除了導線電阻帶來的測量誤差。熱電阻兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根為熱電阻提供激勵電流，把電阻轉換成電壓信號，再通過另兩根輸出電壓供采集，這種引線方式可完全消除引線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測，但成本也最高。
NI SCC-RTD01是針對熱電偶調理的雙通道模塊，可連接2、3或4線鉑電阻RTD（圖3）。NI SCC-RTD01的每一通道都帶有一個增益為25的放大器和一個30Hz低通濾波器，每一模塊上還提供用于1或2個RTD的1mA激勵源。NI SCXI-1102模塊與NI SCXI-1581電流激勵模塊一起使用，可以提供32通道的高精度RTD或熱敏電阻調理。1102帶有一個2 Hz低通濾波器，1581則提供穩定的100µA電流源，從而確保測量精度。由于SCXI采用模塊化設計，在應用需求改變時可以方便地擴展數據采集系統。
NI 9217是具有4通道、24位分辨率的模擬輸入模塊，專門用作100 Ω 的RTD測量。NI 9217可配置兩種不同的采樣率模式，高采樣率模式下采樣率可達400 S/s（每通道100 S/s）；高分辨率模式下，采樣率為5 S/s（每通道1.25 S/s），并配有50/60Hz內置噪聲抑制功能。NI 9217與3線和4線制RTD測量兼容，能自動探測與通道連接的RTD類型，并將每條通道配置成恰當的模式，該模塊提供每通道1mA的電流激勵，在整個操作溫度范圍內的精度誤差小于1 °C。9217還包含NI ST校準并具有通道-地面接地雙重隔離屏障，實現了安全性、抗擾性和高共模電壓范圍。
熱敏電阻
熱敏電阻是對溫度敏感的半導體（圖4），與RTD相似，其阻抗隨溫度變化而變化。熱敏電阻由玻璃或環氧珠封裝的金屬氧化物半導體材料制造而成。而且，熱敏電阻的典型標稱阻抗值要比RTD高得多，阻抗值從2000Ω到10,000Ω，故可用于較低電流的測量。熱敏電阻具有較高的靈敏度（約200 Ω/°C），這使得它對于溫度的變化非常靈敏，具有極高的響應速率，但它的使用范圍最高為300至500 °C。同樣，熱敏電阻也需要激勵，接線方式也有二三四線制之分，但是由于熱敏電阻的標稱阻抗非常高，所以連線阻抗不會影響其測量值的精度，因此，二線制測量精度對于熱敏電阻已經足夠，所以這種接線方式在熱敏電阻中最為常用。
NI SCXI-1102模塊與NI SCXI-1581電流激勵模塊一起使用，也可以提供32通道的熱敏電阻調理。
對于cDAQ模塊可選用AI采集的NI 9215配合提供電流激勵的NI 9265一起使用。NI 9215具有4路16位精度的同步電壓采集通道，能實現靈活而低成本的信號連接。該模塊還具有250Vrms通道-地面接地隔離，實現了安全、抗干擾和高共模電壓范圍。NI 9265是在高速情況下，連接并控制受電流驅動的工業激勵器的理想之選。該模塊具有內置式開環檢測。當檢測到開環時，該模塊會在軟件中產生中斷并產生0mA的上電輸出，以確保安全，避免在系統上電時驅動激勵器。NI 9265需要9 V到36 V的外部電源。該模塊包括通道-地面接地雙重隔離屏障，具有良好的安全性和抗干擾性。
綜上所述，熱電偶價格便宜，而且有很快的響應時間，但是它精度不高而且最不穩定，最不靈敏。熱電偶僅僅是讀取頭和線之間的溫度差異，而RTD和熱敏電阻是讀取絕對溫度值。RTD是可靠性的最佳選擇，而且最為穩定，精度最高。但是它的響應時間太長而且因為它需要一個電流源，因此它有自熱產生。熱敏電阻輸出很快而且相對便宜，但是它易碎而且溫度范圍有限。它同樣需要一個電流源而且比RTD的自熱現象更為嚴重，同時它是非線性的（表1）。
溫度范圍的選擇上三者也有區別，熱敏電阻和熱電阻是測量低溫的溫度傳感器，熱敏電阻最低，在500度以下，熱電阻在-200到600℃，而熱電偶是測量中高溫的溫度傳感器，一般測量溫度在400到1600℃，在選擇時如果測量溫度在600℃就應該選擇K型熱電偶，如果測量溫度在1200到1600℃就應該選擇S型或者B型熱電偶。
應變測量
應變是施加于物體的作用力對物體造成形變的大小，它會隨著作用力的增加而增長，對于一種材料，應力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要損壞，這個限度稱為該種材料的極限應力。
應變測量有多種方法，最常用的是采用應變片。由于受到應力，應變片發生形變（長度發生改變），從而導致其阻值也隨之產生正比變化。最常見的應變片是金屬應變片。
金屬應變片由極細的金屬絲或薄片組成，繞成柵狀的形式使它們可以在平行的方向上最大程度地跟隨應變發生變化（圖5）。柵格粘在被稱為載體的薄襯底上，并直接與被測試件連接。因此，被測件產生的應變直接反映到應變片上，使得應變片電阻值產生線性變化。應變片的阻值在30Ω到3000Ω，最常見的阻值標準是120Ω和350Ω。
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