温度プローブとは?熱電対とRTDの配線の違いは?K,N,S,E,Jタイプはどのように選べばいいの?

熱電対と測温抵抗体(RTD)の両方を温度センサーと呼ぶのが一般的ですが、実際には2つの異なるものです。このページでは主に熱電対の配線タイプについて説明し、RTDについては説明しません。誤解を招いた場合はお詫びいたします。.

熱電対は、その広い測定範囲と多用途性から広く使用されている。さらに重要なことは、(貴金属を含まないタイプでは)比較的安価であることで、最も一般的な温度測定器のひとつとなっている。今日、熱電対にはさまざまな配線タイプがある。各タイプは異なる出力信号を生成するため、設置時に元の機器がどのタイプの熱電対を使用しているかを考慮することが重要である。機器を設計する際、どのように適切なタイプを選択すればよいのでしょうか。熱電対の配線の種類を以下に示しますので参考にしてください。.

Kタイプは、安価で測定範囲が広い(-200℃~+1000℃)ため、最も広く使用されている熱電対です。感度は約41μV/℃で検出しやすく、高温でも過大な負荷がかからない。一般的には、特別な要件がない限り、Kタイプが望ましい。.

Eタイプは出力が比較的高く(68μV/℃)、低温測定に適している。絶対零度に近い温度の測定が可能で、一般的には-200℃~900℃の範囲で使用される。また、両端子が非磁性であるため、磁石による正負極の判別ができない。.

3.Jタイプ(J型、鉄/銅-ニッケル合金)

Jタイプは初期の熱電対タイプで、現在ではあまり使われなくなった。主に、他の熱電対信号を受け付けない古い機器に見られる。測定範囲が限られているため(-40~+750℃)、K タイプに取って代わられています。感度は約52μV/℃。Jタイプは760℃を超えると磁気特性が急激に変化し、精度が永久に損なわれる可能性があるため、使用すべきではない。.

N型は高温での安定性が高く、耐酸化性に優れているため、高温用途に適している。感度は約39μV/℃で、K型のグレードアップ版ともいえる。K型と同様に貴金属を含まないため、人気が高まっている。測定範囲は-200℃~+1200℃。.

Tタイプは低温測定に最適で、感度は約43μV/℃。高感度、ほぼ直線的な温度応答性、良好な再現性、優れた長期安定性、低コストを実現している。しかし、銅製の正極足は高温での耐酸化性に劣り、最高使用温度が制限される。400℃を超えると、正極脚が酸化して損傷しやすくなる。測定範囲は-250℃~+350℃。.

これら3つのタイプはよく似ており、いずれも高温測定に適しており、安定性に優れている。しかし、高価であるため、これらの熱電対のみが使用されることはない。Sタイプは3種類の中で最も安定性、応答速度、感度が高く、校正用の基準熱電対としてよく使用される。1300℃まで連続使用でき、短時間であれば1600℃まで使用できる。Bタイプは比較的耐久性に優れていますが、温度-電圧特性のため、あまり使用されません。R型はS型に似ており、より高温の測定に使用できる。しかし、より高価で、保護管などの追加保護が必要なため、こちらもあまり使用されません。.

各種熱電対の出力信号の違いを比較しやすくするため、右表に整理しました。.

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