【技術資料】これで理解が深まる！＿熱電対センサの原理や種類、特長について

～熱電対の種類と測定原理～ 2024/9/10

 そもそも熱電対とは、2種類の金属から成る、シンプ ルな構造の温度センサです。  工業計測において、測温抵抗体と同様、非常に多く使 用されています。  しかし、電気抵抗の変化を利用している測温抵抗体 センサとは異なり、熱電対を構成する一対の導体が 温度勾配のある環境に置かれたとき､導体内に発生 する起電力の差を利用したものが熱電対センサです。

メリット デメリット  種類が多く、-200℃～ +1700℃と広範囲の測定  測温抵抗体よりも精度が劣 が可能。 る。  非線形応答で、感度が低  原理がシンプルで、細径の い。 製造が出来る。  耐久性が高いものが多く、 比較的安価。

対をなす2種類の導体の構成材料によって、様々な種類があります。 種類 ＋側 －側 ニッケル及びクロムを主とし ニッケル及びアルミニウムを主と K た合金（クロメル） した合金(アルメル) 銅 銅及びニッケルを主とした合金 T (コンスタンタン) 鉄 銅およびニッケルを主とした合金 J （コンスタンタン） E ニッケルおよびクロムを主と 銅及びニッケルを主とした合金 した合金（クロメル） (コンスタンタン) ロジウム30%を含む白金ロ ロジウム6%を含む白金ロジウム B ジウム合金 合金 ※上記の他、N,R,S,Cなどの種類もあり、JIS規格で規定されています。

種類 メリット デメリット ・熱起電力の直線性が良い ・還元性雰囲気に不適。 K ・1000℃以下での耐酸化性が良い ・貴金属熱電対に比べて経時変化が大きい ・卑金属熱電対の中では安定性が良い ・ショートレンジオーダリングによる誤差が生じる ・熱起電力の直線性が良い ・使用限度が低い T ・品質のばらつきが少ない ・＋脚の銅が酸化しやすい ・還元性雰囲気中で使用可能 ・熱伝導誤差が大きい ・還元性雰囲気中で使用可 ・＋脚の鉄がさびやすい J ・熱電能がKより約20%大きい ・特性にばらつきが大きい ・熱起電力が大きい ・還元性雰囲気に不適 E ・Jに較べ耐蝕性、耐酸化性が良い ・電気抵抗が大きい ・両脚が非磁性 ・1000℃以上の測定に適する ・600℃以下の測定は熱起電力が小さく不向き ・感度が低い B ・常温での熱起電力が微小のため補償導線 が不要 ・熱起電力の直線性が良くない ・耐酸化、耐薬品性が良い ・高価

 2種類の異なる金属線の両端を繋げ、その2つの接点に温度 差が生じたときに電流が流れる、という現象を利用しています。  電流が流れる＝電位差が生じている、ということになり、その 電位差を熱起電力と呼んでいます。 ゼーベック効果  上記の現象をゼーベック効果とも言います。  熱起電力は、金属の種類と温度差できまっているので、電圧 を測れば、温度差が分かるということになります。

シスコムの熱電対温度ロガー［SCM-TC4］ 基準接点補償法  熱電対の原理を、両端の 内、一方を計測器とし、も う一方を測定対象として 応用しています。  計測器内に、DAコンバー タや補償温度センサを搭 載し、そこでの温度を、測 ◎1秒からのサンプリング 定点との温度差に加算す ◎高精度のDAコンバータ搭載 るという方法です。 ◎補償温度センサはSHT45 ◎最大4本の熱電対接続可能

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