熱電対の基礎知識

熱電対とは

熱電対は、温度差に関連する電圧を生成する2つの異なる金属間の接合部です。異種金属で構成された2本のワイヤが両端で接続され、一方の端が加熱されると、熱電回路に流れる連続電流が流れます(熱電効果またはゼーベック効果)。

基準接点(冷接点)の必要性:

熱電対では、電流が流れるため電圧が発生します。この電流は、導線の両端の温度差に依存します。つまり、熱電対は常に絶対温度ではなく温度の差を測定します。

一方の接合部の温度を測定するために、もう一方の接合部はある基準温度に保たれます。これはアイスバスを使用して行われるため、通常、冷接点で呼び出されます。

恒温に氷浴を使用することは、実験室でのキャリブレーションには役立ちますが、ほとんどの測定および制御アプリケーションには不便です。氷浴の代わりに、サーミスタやダイオードなどの熱に敏感なデバイスを使用して冷接点の効果が追加されます。これは、等温ブロックとも呼ばれます。端子間の温度勾配を最小限に抑えるために特別な注意が払われています。したがって、既知の冷接点からの電圧をシミュレートでき、適切な補正が適用されます。これは冷接点補償として知られています。

ソフトウェアの補償:

ソフトウェア補正は、熱電対の測定に使用される最も汎用的な手法です。多くの熱電対を同じブロックに接続できます。この手法は、熱電対の種類に依存しません。変換はすべてコンピューターによって実行されます。欠点は、コンピューターが基準接合部温度を計算するために追加の時間が必要になることです。最大速度のために、ハードウェア補正を使用できます。

ハードウェア補正:

ハードウェア補償は、基準接点によって生成されるオフセット電圧をキャンセルするバッテリーを挿入するものと見なすことができます。これらの市販の回路は、電子氷点基準を提供します。主な利点は速度ですが、欠点は特定のタイプの熱電対のみを補正するのに適していることです。

さまざまな熱電対タイプ:

熱電対にはさまざまな金属の組み合わせがあり、それぞれ温度範囲、耐久性、耐振動性、耐薬品性、アプリケーションの互換性に関して独自の特性を備えています。

  • 卑金属熱電対またはタイプJ、K、T、およびEは比較的低コストであるため、最も一般的な熱電対であり、一般に幅広い低温から中温アプリケーションで使用されます。
  • 貴金属熱電対またはタイプR、S、およびBは、卑金属熱電対よりも抵抗が大きくなりますが、白金導体を使用しているため、はるかに高価になります。それらは一般に高温アプリケーションで使用されます。

下のグラフは、すべての主要なベースメタルとノーベル熱電対タイプの熱電対特性と温度とmV出力の関係を示しています。これは、熱電対の出力が比較的線形であることを示しています。 

当社が作成する熱電対データロガーはソフトウェア補正を処理し、プログラム可能な範囲の選択はすべてのタイプの熱電対をカバーします。詳細については、関連する製品ページをご覧ください。

熱電対(温度)データロガー

  • 7ch
  • 16ビットA / Dコンバータ。
  • 冷接点補償。
  • 8メガバイトのメモリサイズ。
  • USBとシリアルインタフェース、両方とも最大115200 bpsの自動ボーレートを持つ。
  • プログラム可能な範囲はすべてのタイプの熱電対プローブである。
  • バッテリー寿命の寿命は10年以上。
  • 配置、ダウンロード、製図、分析、及ぶアラーム報告のため、強力なソフトウェアがある。
  • 設定可能な警報制御/励起制御。
  • 広いサンプリング間隔の選択(20ミリ秒から12時間)。
  • 頑丈なアルミ製ハウジング。
  • 塗料を塗ったPCBで湿気、腐食、カビを防ぐ。