Princip termočlánku spočívá v tom, že když dva různé vodiče nebo polovodiče A a B tvoří obvod a jejich dva konce jsou spojeny, dokud je teplota na obou kontaktech odlišná (pracovní konec a kontrolní konec nazývaný studený), smyčka bude generovat elektromotorickou sílu. Její směr a velikost souvisí s materiálem vodiče a teplotou obou kontaktů. Tento jev se nazývá termoelektrický jev a obvod sestávající ze dvou vodičů se nazývá termočlánek.
U termočlánků typu J se kladná větev skládá ze železa a záporná větev ze směsi mědi (55 %) a niklu (45 %), která je známá jako slitina zvaná konstan.
Sonda termočlánku typu J je vhodná pro široký teplotní rozsah od -40 °C do 750 °C. Horní mez je maximální nepřetržitá provozní teplota, ale při krátkodobém použití lze dosáhnout teplot až 1 000 °C. Minimální teplota je -40 °C, ale při práci při nízkých teplotách je třeba dávat pozor na kondenzaci, která může vést k rezivění železné části.
Poskytují přesné měření a mají citlivost 55 V/K, což z nich činí ideální volbu pro většinu aplikací zpracování plastů a další použití.
Tento typ termočlánku má podle normy DIN EN 60584 kladné rameno černé a záporné rameno bílé.
Teplotní senzory termočlánků typu J se běžně používají k měření teploty v různých aplikacích, zejména v redukčních atmosférách a vakuových aplikacích. Jedná se o jeden z mála termočlánků, které lze bezpečně používat v redukčních atmosférách (tj. atmosférách, ve kterých je nedostatek kyslíku, ale jsou přítomny redukční plyny, jako je vodík a oxid uhelnatý), například v průmyslových pecích.
Díky své vysoké citlivosti a širokému rozsahu měřených teplot jsou termočlánky typu J dobrou volbou pro plastikářský průmysl, včetně lékařských výrobků, jakož i pro tepelné zpracování hliníku, vytvrzování kompozitů, výrobu a vývoj chemikálií a barev a pro testování elektroniky.
Tento typ termočlánku je kvůli přítomnosti železa náchylný k oxidaci, proto nedoporučujeme jej používat pro měření teploty ve vlhkém prostředí.
Neměl by se také používat pro vysoké teploty nad 750 °C v oxidačních atmosférách, protože za takových podmínek dochází k molekulární transformaci železa a trvalé ztrátě jeho standardního výstupního napětí. Není možné jej obnovit ani po ochlazení železa.
Tento teplotní senzor také nebude fungovat dobře v atmosféře s vysokým obsahem síry, protože by to způsobilo jeho rychlou degradaci.
Snímače termočlánků typu J mají podobnou přesnost měření jako termočlánky typu K. Termočlánky typu J mají omezenější teplotní rozsah (od -40 °C do +750 °C) než termočlánky typu K používané v teplotním rozsahu od -200 do +1200 °C, ale vyšší citlivost – přibližně 50 V/C ve srovnání s 41 V/C.
Kromě toho jsou termočlánky typu K díky svému materiálu (slitina NiCr-Ni) odolnější vůči ultrazvukové oxidaci a kyselosti. Další výhodou je jejich dostupná cena – nejnižší ze všech typů termoelektrických senzorů.