根據(jù)維恩定律，當溫度發(fā)生變化時，被測物體的大輻射出射度將向波長增加或波長減少的方向移動，使在波長λ₁和λ₂下的光譜輻射出射度比值發(fā)生變化。比色高溫計就是根據(jù)被測物體在兩個不同波長下的光譜輻射出射度的比值與被測物體溫度的關(guān)系，通過測出兩者的比值從而測量到被測溫度的。

根據(jù)維恩公式，同一物體在波長分別為₁，和₂下的光譜輻射出射度的比值為

式中 、分別為在波長₁和₂下的光譜輻射出射度； 、分別為物體在波長₁和₂時的光譜發(fā)射率；T——物體的溫度。

經(jīng)整理，可得

波長₁和₂是測量前的規(guī)定數(shù)值，上式表明，如發(fā)射率和已知，則被測溫度T與光譜輻射出射度的比值/有單值對應(yīng)關(guān)系，測出/即可獲得被測物體的溫度數(shù)值。

下面具體介紹比色高溫計的工作原理。

光路系統(tǒng)中設(shè)有兩個光電檢測元件(硅光電池)分別接受并檢測兩種不同波長的光譜輻射能。被測物體的輻射線經(jīng)物鏡聚焦后，經(jīng)平行平面玻璃、中間有通孔的回零硅光電池，再經(jīng)透鏡到達分光鏡。分光鏡能反射可見光(₁≈O.8μm)，而讓₂≈1.0μm的紅外線通過。波長為₁的可見光部分的能量經(jīng)可見光濾光片，濾去其中長波的輻射能，其余部分能量被硅光電池接收并轉(zhuǎn)換成電信號。波長為₂的紅外線部分的能量則通過分光鏡，經(jīng)紅外濾光片濾去其中的可見光，其余被硅光電池(即E₂)接收并轉(zhuǎn)換成電信號。兩個硅光電池E₁和E₂的輸出電信號經(jīng)過運算，求取比值，終由顯示部分指示出溫度值。

以上介紹的為雙色光電比色高溫計，目前已有多色的光電比色高溫計，它所測得的溫度更接近于被測物體的實際溫度。