サーミスタとは何ですか
サーミスタとは何ですか？
サーミスタの定義
サーミスタは、熱電効果の原理に基づいて温度差を電圧に変換する装置です。特定の点または場所での温度を測定できるセンサーの一種です。サーミスタは、その簡便さ、耐久性、低コスト、および広い温度範囲により、工業、家庭、商業、科学的なアプリケーションで広く使用されています。
熱電効果
熱電効果は、2つの異なる金属または金属合金間に温度差があるときに電圧が生成される現象です。この効果は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベックによって発見されました。彼は、2つの異なる金属の閉ループに磁場が生じることを観察しました。一方の接合部が加熱され、もう一方が冷却された場合です。
熱電効果は、金属内の自由電子の動きによって説明できます。一方の接合部が加熱されると、電子は運動エネルギーを得て冷たい接合部に向かってより速く移動します。これにより、2つの接合部間に電位差が生じ、ボルトメーターやアンペアメーターで測定することができます。電圧の大きさは、使用される金属の種類と接合部間の温度差によって決まります。
サーミスタの動作
サーミスタは、2つの異なる金属または金属合金の線で構成され、両端で接続されて2つの接合部を形成しています。一方の接合部は「ホット」または「測定」接合部と呼ばれ、温度を測定する場所に配置されます。もう一方の接合部は「コールド」または「基準」接合部と呼ばれ、通常は室温または氷水槽で一定かつ既知の温度に保たれます。
2つの接合部間に温度差があると、熱電効果によりサーミスタ回路に電圧が生成されます。この電圧は、回路に接続されたボルトメーターやアンペアメーターで測定することができます。特定のタイプのサーミスタに対する電圧と温度の関係を示す校正表または式を使用することで、ホット接合部の温度を計算することができます。
サーミスタの種類
K型、J型、T型、E型など、さまざまな種類があり、それぞれ異なる金属組み合わせ、温度範囲、および特定の用途を持っています。
利点
低温から高温まで広い温度範囲を測定することができます。
シンプルで堅牢な装置であり、過酷な環境や振動にも耐えられます。
安価で、設置や交換も簡単です。
応答時間が早く、動的な温度変化を測定することができます。
外部電源や増幅器を必要としません。
欠点
他のセンサーと比較して精度と安定性が低い。
腐食、酸化、汚染、またはワイヤーの劣化によるエラーが発生しやすい。
正確な測定には既知の温度の基準接合部が必要。
非線形の出力であり、複雑な校正または補償が必要。
回路内の寄生接合部により不要な熱電起電力を生成することがあります。
選択基準
温度範囲、精度、環境適合性、サイズ、電気特性、コストに基づいて選択します。
一般的な用途
鋼鉄業界
ガス器具
熱電対放射センサー
製造業
電力生産
プロセスプラント
真空計としてのサーミスタ
結論
サーミスタは、2つの異なる種類の金属を一端で接続して作られる広く使用されている温度センサーです。2つの金属の接合部が加熱または冷却されると、電圧が生成され、これは温度に相関させることができます。
サーミスタには、他の温度センサーと比較して多くの利点と欠点があります。低温から高温までの広い温度範囲を測定できます。シンプルで堅牢な装置であり、過酷な環境や振動にも耐えられます。安価で、設置や交換も簡単です。応答時間が早く、動的な温度変化を測定することができます。しかし、他のセンサーと比較して精度と安定性が低いという欠点もあります。腐食、酸化、汚染、またはワイヤーの劣化によるエラーが発生しやすく、正確な測定には既知の温度の基準接合部が必要です。非線形の出力であり、複雑な校正または補償が必要です。
適切なサーミスタを選択する際には、必要な温度範囲と精度、ワイヤーの化学的適合性と耐久性、プローブのサイズと形状、電気特性とノイズ耐性、およびタイプとアクセサリの入手可能性とコストを考慮してください。
サーミスタは、様々な産業分野や領域で広く使用されています。サーミスタの一般的な用途には、鋼鉄業界、ガス器具、熱電対放射センサー、製造業、電力生産、プロセスプラント、真空計としてのサーミスタがあります。
