熱電対についての豆知識 2

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主な熱電対の種類

 熱電対を温度センサとする機器(温度調節計,温度計,記録計、等々)のカタログを読むと、温度入力の種類の欄などに、熱電対と記して 『K, J, T, E, R, S, B,・・・』などのアルファベットが記載してあります。このアルファベットこそが、熱電対の種類を表す記号で日本工業規格(JIS)や国際電気標準会議(International Electrotechnical Commission : IEC)等で規格化されています。
それでは、温度計測の際にどのタイプの熱電対を選んだら良いのでしょうか?

一般的な熱電対選択の目安を挙げると、下表のようになります。

種類 特  長
熱起電力の直線性が良好で広く工業用途で使用されています。
1000℃以下の耐酸化性に優れているが還元性雰囲気での使用には適さない。
+側金属に鉄を採用しているため耐還元性に優れているが酸化性雰囲気での使用には適さない。
熱電対を用いた低温測定に使用されます。+側金属に銅を使用しているため高温の酸化性雰囲気で使用には適さない。
耐酸化性に優れているが還元性雰囲気での使用には適さない。
K熱電対を改良した熱電対で高温域の使用に優れている。
貴金属(−側金属は白金)を用いた熱電対で高温測定に適している。
熱起電力が小さいため低温での温度計測には適さない。
高温においても水素ガスや金属蒸気が発生する場合は適さない。
貴金属(−側金属は白金)を用いた熱電対で高温測定に適している。
熱起電力が小さいため低温での温度計測には適さない。
高温においても水素ガスや金属蒸気が発生する場合は適さない。
貴金属を用いた熱電対で1000℃以上の高温測定に適している。
熱起電力が極めて小さく600℃以下の温度計測は不可能。

精度等級などについては、こちらをご覧ください。→ 『熱電対の階級,許容差について』

熱電対の補償導線って何?

 熱電対センサは、受信器までのリード線(導線)に熱電対の種類に応じた補償導線を必要とします。(熱電対素線にて受信器まで配線する場合は必要ありませんが、熱電対素線を長く使用する事はコスト面および配線等々で不都合がある場合が多い)
前ページの中間温度の法則でもわかるように、熱電対の端子部と受信器の端子部の温度差分の熱起電力を補う必要があります。この温度差分を補う役割を果たしているのが補償導線です。

<例>
熱電対、補償導線、調節器の関係
上図では、熱電対センサの端子箱(40℃)内にて補償導線に接続している例を示しています。
熱電対センサは、60℃分(100℃ - 40℃)の熱起電力を発生し、補償導線は、15℃分(40℃ - 25℃)の熱起電力を発生(補償)しています。
受信器側の端子部温度は、受信器に内蔵された温度センサによって計測され補正されます。
(冷接点温度補償)

冷接点温度補償は熱電対に必須

 熱電対センサを利用する受信器のほとんどは、冷接点の温度を補償する回路を内蔵しています。熱電対の熱起電力は、0℃を基準接点としていますので測定点と受信器の端子間の温度差により発生する熱起電力から温度を知るためには、受信器側の端子温度が判らなければ温度計測はできません。
冷接点温度補償とは、受信器側の温度分の熱起電力を補い正確に温度計測するためのものです。

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