![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
温度センサを新しく
購入したんですが、
なんか変なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
どんな風に
変なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
前回使用していた
温度センサより高めに
温度表示されるんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
どのような
温度センサなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
接触式の
表面温度センサです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
前回と違う点は
ありますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
計測器本体に差し込む
プラグとコードの
色が違います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
もしかして前回は、
プラグが黄色だったのに
今回は、違う色になって
いるということですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
前回は黄色だったのに
今回は紫色でした。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
やっぱり!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
今までの熱電対が
『Kタイプ』だったのに、
今回間違えて
『Eタイプ』を購入して
しまったんだと思います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
プラグが差し込めたので、
「メーカーが色を変えた。」
と思ってましたが、
タイプが違ったんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
改めて、黄色のプラグの
Kタイプ熱電対を
購入して下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
温度センサって
難しいですね。
という、やりとりがありました。
今回は、『温度センサ』について
簡単にわかりやすく
紹介していきたいと思います。
温度センサとは
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そもそも
『温度センサ』って
なんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
私の分かる範囲での
説明になりますが
大丈夫ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ちなみに『センサー』と
『センサ』って、
どっちが正しいんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
辞書などには
『センサー』と記載されて
いますが、JIS規格には
『センサ』と記載されています。
618 センサ
測定しようとする量を伝える現象、
物体又は物質によって直接的に
影響を受ける測定システムの要素。
引用: JIS Z 8103:2019 計測用語
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。センサで
話をすすめたほうが
良さそうですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、
改めてお願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
『温度センサ』とは
物質の温度変化による電圧や
電気抵抗値といった物性の変化を
電気信号やデータに変換し、
温度を測定する装置のことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
電圧や電気抵抗値の
変化を温度に変換して
測定する装置が
温度センサなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして
温度センサには、
測定対象物に直接接触させて温度を
測定する『接触式』と測定対象物に
直接接触させなくても温度が
測定できる『非接触式』があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
接触式の
温度センサには、
「オームの法則」を利用した
『測温抵抗体』『サーミスタ』や
「ゼーベック効果」を利用した
『熱電対』などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ふむふむ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
非接触式の
温度センサには、
測定対象物から放射される、
赤外線の量を利用して温度を測定する
『放射温度計』などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
温度センサと言っても
いろいろあるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
今回は、接触式の
温度センサについて
詳しく紹介していきます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いします。
-
辞書などには『センサー』と
記載されているが、JIS規格には
『センサ』と記載されている。 -
『温度センサ』とは、物質の
温度変化による物性の変化を
電気信号やデータに変換し、
温度を測定する装置のこと。 -
測定対象物に接触させて温度を
測定する『接触式』と
測定対象物に接触させなくても
測定できる『非接触式』がある。 -
接触式の温度センサには、
「オームの法則」を利用した
『測温抵抗体』『サーミスタ』や
「ゼーベック効果」を利用した
『熱電対』などがある。 -
非接触式の温度センサには、
測定対象物から放射される
赤外線の量を利用して温度を
測定する放射温度計などがある。
測温抵抗体とサーミスタ
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
それではまず、
『測温抵抗体』や
『サーミスタ』について
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
測温抵抗体と
サーミスタは、
「温度が変化すると電気抵抗値も
変化する。」という物質の特性を
利用した温度検出器です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
両方とも電気抵抗値を
電気信号に変換して、
温度を計測するんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なにが違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず測温抵抗体の
抵抗素子には、
白金・ニッケル・銅などが
使用されますが、『Pt100』と言われる
特性が安定して入手が容易である白金が
圧倒的に多く使用されています。
測温抵抗体とは
参考:センサー技術Q&A測温抵抗体-
渡辺電機工業株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
Pt100って
どういう意味ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
Pt100とは、
温度が0℃のときに100Ωの抵抗値を
を持つ元素記号Pt(白金)の
白金測温抵抗体を表しています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
測温抵抗体と言ったら
ほとんどが白金測温抵抗体
だと思えばいいですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
JIS規格でも白金のみが
採用されているので
そう思っていただいて
大丈夫です。
3.1 測温抵抗体
(platinum resistance thermometer)
抵抗素子、内部導線、絶縁物、
保護管、端子などからなる
白金測温体。
ただし、分離できる保護管及び
サーモウエルは含まない。
引用:JIS C 1604:2013 測温抵抗体
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
サーミスタとは、
なにが違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
サーミスタは、
「温度に敏感な抵抗体」を意味する英語
Thermally Sensitive Resistor
からの造語なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
へー。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そして抵抗素子には、
マンガン(Mn)・ニッケル(Ni)・
コバルト(Co)・鉄(Fe)・銅(Cu)
などを成分とする複合酸化物
が使われています。
「温度センサ技術」とNTCサーミスタ
参考:TDKのコアテクノロジー
-TDK株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
以前は、
サーミスタが多く使用されて
いましたが、近年の産業用途では、
精度・安定性の要求が高くなって
きているので、測温抵抗体を
採用するケースが増えています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
つまり、サーミスタより
測温抵抗体の方が
測定精度が高いんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
サーミスタは、
測温抵抗体に比べ電気抵抗が
大きいので温度精度が低く、
400℃以上の高温測定に
使用できないという欠点があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ただし、
小型・安価で衝撃に強いうえ、
測温抵抗体より感度が10倍程高いので
エアコンやスマホ・車といった
製品に多く使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
家電や車など身の回りでは
サーミスタが多く使用されて
いるんですね。
-
測温抵抗体とサーミスタは、
温度が変化すると電気抵抗値も
変化するという素材の特性を
利用した温度検出器。 -
測温抵抗体の抵抗素子には、
『Pt100』と言われる特性が
安定して入手が容易である白金が
圧倒的に多く使用されている。 -
Pt100とは、温度が0℃のときに
100Ωの抵抗値をを持つ元素記号
Pt(白金)の白金測温抵抗体を
表している。 -
サーミスタの抵抗素子には、
マンガン・ニッケル・コバルト・
鉄・銅などを成分とする
複合酸化物が使われている。 -
サーミスタは、測温抵抗体に比べ
電気抵抗が大きいので温度精度が
低く、400℃以上の高温測定に
使用できない。 - サーミスタは、小型・安価で
衝撃に強いうえ、測温抵抗体より
感度が10倍程高い。
熱電対とは
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、
『熱電対』について
教えてください。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
熱電対は、
比較的安価で広い温度範囲の
測定が可能なため、幅広く
使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どんな原理で測定
するんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
熱電対はJIS規格で、
3.1 熱電対(thermocouple)
熱起電力を発生させる目的で2種類の
導体の一端を電気的に接続したもの。
引用:JIS C 1602:2015 熱電対
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
熱起電力ってなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
少し難しいですが、
『熱起電力』とは、
種類の違う2本の金属線を接続して
接合部に温度差を与えた時に
発生する電圧のことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
接続した種類の違う
金属線に温度差を
つけると、電圧に
変換されるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
この温度差が電圧に
直接変換される現象を
『ゼーベック効果』といい、熱電対は
この温度差で発生する電圧を
電圧計で測定し、温度に換算して
温度測定を行います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2022/11/measuring-instrument3.jpg)
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
つまり熱電対は、
温度を電圧に換算する
温度センサなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ちなみに、
ゼーベック効果とは逆の、
2種類の金属をつなげて電流を流すと
温度差を作り出す『ペルチェ効果』
というものもあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうなんですね。
-
熱電対は、比較的安価で広い
温度範囲の測定が可能なため、
幅広く使用されている。 -
熱電対は、熱起電力を発生させる
目的で2種類の導体の一端を
電気的に接続したもの。 -
熱起電力とは、種類の違う2本の
金属線を接続して両端の接合部に
温度差を与えると発生する電圧。 -
温度差が電圧に変換される現象を
『ゼーベック効果』と言う。 -
ゼーベック効果とは逆に、
2種類の金属をつなげて
電流を流すと温度差が発生する
現象を『ペルチェ効果』という。
熱電対の種類と特徴
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
最初に言っていた熱電対の
『Kタイプ』や『Eタイプ』
ってなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
熱電対のKやEは、
タイプを表す記号で
構成材料が違います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
JIS規格では、
熱電対
参考:JIS C 1602:2015
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
と定義されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
タイプが違うと
どうなるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
タイプが違うと
使用できる温度範囲や
が環境違います。
熱電対の種類を紹介
参考:株式会社西林電機製作所
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
熱電対で最も
普及しているのが
K熱電対ですが、その他にも
B・R・S・N・E・J・T・Cなどがあり
温度や環境によって、どのタイプの
熱電対を使用するか選定する必要が
あります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
熱電対には、たくさん
種類があるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
特にR熱電対は、
高温用として焼却炉関係に
多く使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど、きちんと
特徴を理解して使用する
必要がありますね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
JIS規格に
規定されていない熱電対も
あるので、よく確認してから
使用して下さい。
まとめ
温度センサは、温度変化による
物性の変化を検出し
温度に変換する検出器のことです。
接続式の温度センサには、測温抵抗体・
サーミスタ・熱電対などがあり
非接触式には、放射温度計などが
あります。
各種温度センサにはそれぞれ特徴が
あるので、温度制御や測定など
特徴を理解して使用して下さい。
この記事があなたのお役に立てれば
幸いです。
ありがとうございました。