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異なる材料の2本の金属線を接続して1つの回路（熱電対）をつくり、ふたつの接点に温度差を与えると、回路に電力が発生するという現象がおきます。

パワーメータのサーモパイルはいくつもの熱電対が図のように連続して接続され、同心円状に配置してあります。レーザ光をセンサディスクの中心部に照射すると光は吸収され熱へと変換されます。この熱はディスクの外周方向に放射状に放熱されます。このとき内周部（温点）と外周部（冷点）に温度差を生じ電力を発生します。各熱電対からは温点と冷点の差分が信号として出力され、連続して接続している各熱電対からの信号を積算して電位差（熱起電力）の形で検出します。温点と冷点の差分を見ておりますので周囲環境温度が変化しても（急激は不可）、温点と冷点に温度差が生じることがなく熱起電力が発生しません。