温度センサーの知恵袋

熱電対の使い方とは？温度センサーの種類についても解説

記録計で測定するものの中で最も対象として多いのが温度です。温度の測定は、研究や工場などの生産現場で幅広く行われています。また温度測定を行う場合、温度センサーを使いますが、さまざまな種類が存在し、測定する対象によっても使用する温度センサーは大きく異なります。

ここでは、温度センサーの種類から、熱電対の使い方について解説していきます。

温度センサーで温度を測定する仕組みは、物質が温度変化し、物性が変化する温度を検出します。温度センサーで最も身近なものとして体温計がありますが、これはガラス管の先端にアルコールや水銀が含まれており、液体が熱で膨張することで液体が上下し、目盛りを読めば現在の体温がわかるという仕組みになっています。

ここでは、温度センサーの種類について紹介していきます。

異なる2種類の金属を接続することで、その両端で生じる温度差の起電力を利用することで測定できる温度センサーです。

金属の電気抵抗は温度に比例するという特性を活用した温度センサーです。比較的精度が高く、精密温度測定に向いています。

放射温度計は、物質が放つ赤外線の強度を測ることで温度測定ができる温度センサーです。この温度センサーは、超高温の物体を測るのに適しています。

アルコール温度計は、体温計や寒暖計といった比較的日常で見かけることの多い温度センサーです。アルコールや水銀などが含まれます。

2枚の熱膨張率が異なる金属板をそれぞれ貼り合わせ、片方を固定して温度が変化すると熱膨張のちがいにより反り返ることで温度を測定できます。故障が少ないことから、工業用温度計として広く使われていました。

圧力温度計は、機体や液体が温度変化によって膨張したり収縮したりする原理を利用した温度センサーです。制御用として用いられることはなく、電源は使わないため監視用として主に使われます。

サーミスター速温体は測温抵抗体の一種です。酸化物は電気抵抗により変化しますが、その原理を利用して温度を測ります。温度が上昇することにより抵抗値が下がっていくNTCサーミスタが主に使われます。

この温度センサーは、測定できる温度の幅がせまいため、あまり大きく温度変化がなく、常温程度で稼働する家電や自動車、OA機器といったもので使われることが多いです。

温度センサーの中でも最も使われているのが、熱電対です。熱電対のなかでも最もメジャーなのが、JISC1602規格の熱電対で、タイプB・R・Sの3種類がある貴金属熱電対とタイプN・K・E・J・Tの5種類がある卑金属熱電対があります。

熱電対の種類ごとに特徴が異なるので、何を測定するのかによってどの種類を使うのかを選ぶ必要があります。

また、熱電対の寿命についてですが、一般的には貴金属熱電対でおよそ2000時間、卑金属熱電対でおよそ1万時間となっています。実際は使用する温度や環境によっても大きく変わり、酸化雰囲気中で、JIS規格で決まっている常用限界温度で使用した場合は、このくらいの寿命になっています。

熱電対は、寿命を迎えると正しい温度が表示されなくなり、最後は断線して使えなくなってしまいます。熱電対を使用する場合は、適切な使用環境で使うことが望ましいです。

ここまで、温度センサーの種類から、熱電対の使い方について解説してきました。温度センサーだけでも数多くの種類が存在し、対象物に合わせて適切な温度センサーを使用する必要があります。

熱電対においても、種類が多いため、長く使いたいと考えている場合は、適切な使用環境で

使うことが求められます。