接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測物件達到熱平衡。因此，在測溫時需保持一定時間，才能使兩者達到熱平衡。而保持時間的長短，同測溫元件的熱響應時間有關。而熱響應時間主要取決於感測器結構及測量條件，差別極大。對於氣體介質，尤其是靜止氣體，至少應保持30min以上才能達到平衡；對於液體而言，最快也要在5min以上。

對於溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程，全過程僅1s，則要求感測器的響應時間在毫秒級。因此，普通的溫度感測器不僅跟不上被測物件的溫度變化速度出現滯後，而且也會因達不到熱平衡而產生測量誤差。最好選擇響應快的感測器。對熱電偶而言除保護管影響外，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即偶絲越細，測量端直徑越小，其熱響應時間越短。測溫元件熱響應誤差可透過下式確定。

Δθ=Δθ0exp(-t/t) （1）

式中

Δθ——在t時刻，測溫元件引起的誤差，K或℃

Δθ0——“t=0”時刻，測溫元件引起的誤差，K或℃

t——測量時間，s

τ——時間常數，s

ε——自然對數的底(2.718)

因此，當t=τ時，則Δθ=Δθ0/e

即為0.368，

如果當t=2τ時，則Δθ=Δθ0/e2

即為0.135。

當被測物件溫度以一定速度α(k/s或℃/s)上升或下降時，經過足夠時間後，所產生的響應誤差可用下式表示：

Δθ∞=-ατ (2)

式中

Δθ∞—經過足夠時間後，測溫元件引起的誤差

由式(2)可以看出，響應誤差與時間常數(τ)成正比。為了提高檢定效率許多企業採用自動檢定裝置，對入廠熱電偶進行檢定，但是，該裝置也並非十分完善。二汽變速箱廠熱處理車間就發現如果在400℃點的恆溫時間不夠，達不到熱平衡，就容易發生誤判。