熱響應時間比較復雜，不同的試驗條件會有不同的測量結果，這是因為它受熱電偶與周圍介質的換熱率影響，換熱率高，則熱響應時間就短。為了使熱電偶產品的熱響應 時間具有可比性，國家標準規定：熱響應時間應在水流試驗裝置上進行。該裝置的水流速度應保持0.4±0.05m/s，初始溫度在5-45℃的范圍內，溫度階躍值為40-50℃。在試驗 過程中，水的溫度變化應不大于溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設計的置入深度（選其中較小值并在試驗報告中注明）。
由于該裝置比較復雜，目前只有極少數單位有這套設備，故國家標準中規定允許生產廠與用戶協商，可采用其他試驗方法，但所給數據必須注明試驗條件。
由于B型熱電偶在室溫附近熱電勢很小，熱響應時間不容易測出，因此國家標準規定可采用同規格的S型熱電偶的熱電極組件替換其自身的熱電極組件，然后進行試驗。
試驗時應記錄 熱電偶 的輸出變化至相當于溫度階躍變化50%的時間T0.5，必要時可記錄變化10%的熱響應時間T0.1和變化90%的熱響應時間T0.9。所記錄的熱響應時間，應是同一 試驗至少三次測試結果的平均值，每次測量結果對于平均值的偏離應在±10%以內。此外，形成溫度階躍變化所需的時間不應超過被測試 熱電偶 的T0.5的十分之一。記錄儀器或儀 表的響應時間不應超過被試熱電偶的T0.5的十分之一。