У меня HDD WDC WD1600JD, программа SpeedFan определяет его температуру.
Неужели на винчестере есть термодатчик (где находится, можно ли по шине SATA передать
инфомацию о температуре) или это неправильная настройка SpeedFan?

Температура это один из атрибутов хардового SMARTа. Достаточно легко считать, чем собственно speedfan и воспользовался
Датчик обычно интегрирован внутри предусилителя. Отображаеться в реальном времени, так что не удивляйся скачкам во время активного чтения\записи.