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這種測量線路常用來測量兩面三刀點的的溫度差，如測量某設備上下或左右兩點的溫度差值。
將兩支同型號(并配用相同補償導線)熱電偶的相同極性串聯一起，使測得的熱電動勢為兩個熱電偶的熱電動勢之差即△E=Ｅ(ｔ1，t0)-Ｅ(ｔ2，0)=Ｅ(ｔ1，0)-Ｅ(ｔ2，0)
使用這種方法測量溫差，必須在兩個前提之下：
(1) 兩支熱電偶補償導線延伸出來的新參比端溫度必須相同，否則不能測得真實的溫度差。
(2) 兩支熱電偶的熱電特性必須呈線性關系，若非線性關系，則在不同的溫度范圍內，雖然溫差相同，對應的熱電動勢均力敵卻各不相同，從而給測量帶來誤差。
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