白金抵抗温度計
定義
プラチナ熱抵抗温度計（PTR）またはプラチナ抵抗温度計（PRT）は、温度を測定するためにプラチナを感温材料として使用します。その動作原理は、プラチナの電気抵抗が温度変化に応じて予測可能に変化することに基づいています。このタイプの温度計は、-200℃から1200℃までの広い範囲の温度を正確に測定することができます。
プラチナは不活性金属であり、優れた延性を持ち、細く均一な線に引き伸ばすことができます。これらの特性—化学的安定性と一定の抵抗-温度特性—により、プラチナは様々な用途で信頼性と精度の高い温度測定を確保するセンサ要素として理想的な選択となります。
プラチナ抵抗温度計の仕組み
プラチナの抵抗は、温度に対してほぼ直線的な関係を示し、これが正確な温度測定の基本的な性質となっています。抵抗値を決定するために、プラチナ要素に交流または直流を流します。電流が流れると、金属間に電圧降下が誘導され、これはボルトメーターで正確に測定できます。事前に確立された校正式を利用して、測定された電圧値を対応する温度値に変換することで、正確な温度を決定することができます。
プラチナ抵抗温度計の構造
以下の図は、典型的なプラチナ抵抗温度計の構造を示しています。その中心には、ガラスまたはパイレックスで製造された保護バルブに包まれたプラチナセンシングコイルがあります。これらの材料は、熱安定性と電気絶縁性を提供し、センサ要素の完全性を保護します。さらに、ガラス管の表面に塗布された絶縁層は、温度センシングの正確さと一貫性に貢献します。
プラチナ抵抗温度計（PTR）の構造詳細
PTRでは、二重のプラチナ線がミカストリップに巻かれています。この二重線構成は、交流によるインダクティブ効果を最小限に抑え、測定の正確さを確保します。ミカストリップは電気絶縁体として作用し、チューブの両端に配置され、コイルを固定しショートサーキットを防ぎます。
エボナイトキャップがチューブの開口部を密封し、機械的安定性と絶縁性を提供します。プラチナ線の端子は太い銅線に接続され、これまたエボナイトキャップに埋め込まれた端子（ABと表示）に接続されます。銅線の抵抗を補償し精度を向上させるために、同じ銅線（補償線と呼ばれる、CDと表示）が上端の端子に接続されます。この「四線式」配列は、リード線の抵抗による誤差を排除し、高精度アプリケーションに重要な特徴です。
産業用PTR設計
以下の図は、産業用プラチナ抵抗温度計を示しています。ここでは、プラチナセンシングコイルはステンレス鋼のシェースまたはガラス/セラミックコーティングによって保護されています。この二重層シールは以下の二つの主要な利点を提供します：
この設計は、耐久性と測定精度をバランスよく組み合わせており、プラチナ抵抗温度計は研究室の研究から高温工業プロセスまで、さまざまな用途に適しています。
プラチナ抵抗温度計の利点
使いやすさ：プラチナ抵抗温度計を使用した温度測定は、ガスタイプの温度計よりも簡単で、複雑なセットアップやメンテナンスが不要です。
高精度：メーターは非常に正確な温度読み取りを提供し、校正ラボや工業品質管理などの精度を要求するアプリケーションに最適です。
広い温度範囲：-200℃から1200℃までの広い温度範囲で効果的に動作し、低温から高温までの多様な環境に対応します。
感度：温度計は微細な温度変化にも優れた感度を示し、わずかな変動でも信頼性のある検出を確保します。
再現性：プラチナの抵抗-温度関係は非常に一貫しており、特定の温度に対してプラチナは常に同じ抵抗値を示し、反復可能な測定を保証します。
プラチナ抵抗温度計の欠点
主な考慮事項
制限があるものの、プラチナ抵抗温度計はその比類なき安定性、精度、および広い温度範囲により、多くの分野で好まれています。超高温や急速な応答を必要とするアプリケーションでは、代替センサー（例えば熱電対）がより適している場合もありますが、PTRは一貫性と長期的な信頼性を要求するシナリオにおいて優れています。
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