温度変換器：それとは何ですか？（種類と例）
温度変換器とは？
温度変換器は、熱量を機械エネルギー、圧力、電気信号などの物理量に変換する装置です。例えば、熱電対では、端子間の温度差により電位差が生じます。したがって、熱電対は温度変換器です。
温度変換器の主な特徴
それらへの入力は常に熱量である
一般的には熱量を電力量に変換する
通常は温度や熱流の測定に使用される
温度変換器の基本的なスキーム
以下の手順で温度変換器の基本的なスキームを示します
感知要素。
温度変換器の感知要素は、温度が変化するとその性質も変化する要素です。温度が変化すると、要素の特定の性質にも対応する変化が生じます。
例 – 抵抗温度検出器（RTD）では、感知要素はプラチナ金属です。
感知要素を選択するための望ましい条件は以下の通りです
材料の単位抵抗あたりの単位温度変化に対する変化は大きいべきである
材料は高抵抗率を持つべきであり、最小限の体積の材料を使用して構築できるようにする
材料は温度と連続的かつ安定した関係を持つべきである
変換要素
これは、感知要素の出力を電気量に変換する要素です。感知要素の性質の変化がその出力となります。感知要素の性質の変化を測定します。変換要素の出力は、熱量の変化を表す出力に校正されます。
例 - 熱電対では、二つの端子間に生じる電位差が電圧計によって測定され、校正後の電圧の大きさが温度変化を示します。
温度変換器の種類
接触型温度センサーの種類
これらでは、感知要素が熱源と直接接触しています。伝導を利用して熱エネルギーを移動させます。
非接触型温度センサーの種類
非接触型温度センサーでは、要素は熱源と直接接触していません（非接触電圧テスターまたは電圧ペンに類似）。非接触型温度センサーは、熱流のために対流の原理を使用します。一般的に使用される様々な温度変換器は以下に記述されています：
サーミスタ
サーミスタという言葉は、熱抵抗を意味します。名前の通り、それは温度が変化すると抵抗値が変化する装置です。高い感度により、広く温度測定に使用されています。サーミスタは理想的な温度変換器とも呼ばれています。サーミスタは通常、金属酸化物の混合物で構成されています。
サーミスタの特性
負の温度係数を持ち、つまり温度が上昇するとサーミスタの抵抗値は減少する
半導体材料で作られている
RTD（抵抗温度計）や熱電対よりも敏感
抵抗値は0.5Ωから0.75 MΩの範囲にある
通常、-60℃から15℃までの温度測定に使用される
抵抗温度計
別のタイプの温度変換器は、抵抗温度検出器（RTD）です。RTDは、プラチナ、銅、ニッケルなどの高純度導体をコイル状に巻き、その電気抵抗が温度変化とともに変化する精密な温度センサーです。サーミスタと同様です。
その抵抗値は以下の関係に従って変化します：
R = 指定温度での要素の抵抗値
α = 要素の熱係数
Ro = 0℃での要素の抵抗値
RTDの主な特徴
サーミスタや熱電対と比較して非常に敏感で安価
-182.96℃から630.74℃までの温度を測定可能
熱電対
熱電対は、基本的に銅とコンスタンタンなどの異なる金属の接合部を溶接した温度変換器です。一方の接合部は参照（冷）接合部として一定の温度に保たれ、もう一方の接合部は測定（熱）接合部です。両接合部の温度が異なる場合、接合部間に電圧が発生し、これが温度を測定するために使用されます。
熱電対の原理
銅とコンスタンタンなどの二つの金属の接合部を接続すると、それらの間に電位差が生じます。この現象はゼーベック効果と呼ばれ、導線に沿って温度勾配が生成され、EMFが生じます。その後、熱電対からの出力電圧は温度変化の関数となります。
熱電対の主な特徴
-200℃から+2000
