測温抵抗体
NTC サーミスタ温度プローブ
ステンレス鋼の NTC サーミスタプローブ。25℃ で 10 kΩ の素子と 3950 K の B 値を持ち、制御基板や収集モジュール向けにリード線とプラグ端子を付けて供給する。
- 25℃ の抵抗
- 10 kΩ、±1 %
- B 定数 B25/50
- 3950 K、±1 %
- 熱時定数
- 3 s。25〜50℃ の撹拌水中で測定
- 動作温度
- パラメータ表は -30〜180℃、主画像は -20〜105℃
測温抵抗体とは
測温抵抗体は、検知素子の電気抵抗の変化から温度を測定します。この呼称は完成した計器ではなく検知する部品を指しており、その区別が実用上の問題です。この名目で供給されるのは、素子と、その直近の保護と接続リード線であり、プロセスねじ、ヘッド、端子台を備えた組立品ではありません。
そのため、2 つの場面で正しい購入になります。1 つ目は、購入者自身が筐体を持っている場合です。成形されたプラスチックボディ、プリント基板、機械加工された金属ブロック、購入者自身が設計したプローブボディがそれにあたります。2 つ目は、検知素子を別のものに組み込むため、またはリード線付き部品を前提に設計された機器の中で交換するために買う場合で、この場合、プロセス接続を持つ完成組立品では形もコストも合いません。
同じ見出しの下に 2 つのファミリーがあります。金属の素子は、通常はプラチナが選ばれ、よく知られた呼称が Pt100 と Pt1000 で、温まると抵抗が上がり、素子が異なってもほぼ同じように追う公表済みの曲線に従います。半導体のサーミスタ、とくに負の温度係数形は、温まると抵抗が下がり、狭いスパンではるかに急な変化をします。両方とも文字どおりには測温抵抗体で、両方ともリード線付き部品として供給されますが、回路の中では互いに置き換えられません。
この区別は商取引上も重要です。機種間で読みが一致し、後で検証できる読みが必要な購入者は、プラチナ素子を買って、その曲線の対価を払っています。狭いスパンで細かい分解能が必要な購入者、サーモスタット、バッテリーパック、家庭用電化製品の購入者は、サーミスタを買って、その価格のごく一部を払うことになります。一方を他方として売ることが、技術的な誤りが生まれる起点です。
測温抵抗体の測定原理
抵抗が温度とともに変わる理由は、素材の電気的な挙動が変わるからです。金属では、格子の振動が激しくなるほど電荷担体が散乱されるため、抵抗は温度とともに上がり、中程度のスパンではほぼ線形で、単一の係数に支配されます。プラチナでは 1 度あたりおおよそ 0.00385 です。半導体のサーミスタでは、利用できる電荷担体の数が温度とともに変わり、負の係数形ではこの効果が優勢になって抵抗が急に下がります。室温での 1 度あたりの変化は、プラチナ素子の数倍です。
急峻さこそがトレードオフです。曲線が急なら小さな温度の増分も容易に分解できるため、高価な変換器なしに狭い帯を保たなければならないサーモスタットにはサーミスタが向きます。同じ急峻さが広いスパンでは曲線を強い非線形にするため、読みは公表された標準曲線を基準にするのではなく、実際の素子を基準に線形化しなければなりません。プラチナ素子は緩やかでより規則的なので、その曲線は標準化され、読みは機種間でも年を経ても比較できます。
リード抵抗による誤りこそ、配線の慣行が存在する理由です。2 線式では銅のリード線の抵抗が素子の抵抗に加算され、読み取り回路では測定値と区別できない温度オフセットとして現れます。3 線式は等しいリード線の影響を打ち消すため、常用される妥協点になっています。4 線式はリード抵抗を測定からほぼ完全に除きます。この選択は測定の判断であり、素子を決めると同時に決めて、あとから回すものではありません。
もうひとつの誤りが自己発熱です。励起電流は必ず素子の中で電力を消費し、その結果の温度上昇は、素子自身の本体を通じて、そして素子が取り付くものを介して、熱がどれだけ速く出ていけるかに依存します。よどんだ空気中の小さな素子は、動いている液体の中の同じ素子より温まります。許容される励起電流は素子単独ではなく設置しだいで決まるため、散逸定数が公表されている場合も、それは定められた条件についての記述であって、一般的な特性ではありません。
構成の選択肢
仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。
| 決定事項 | 確定が必要な選択肢 | 決定対象 |
|---|---|---|
| 素子材質 | プラチナ、ニッケル、銅、または負または正の係数を持つ半導体サーミスタ | 抵抗-温度曲線の形、それが標準化されているか、そしてそれによって他の計器で読みを再現できるか、基準に対して検証できるか。 |
| 公称抵抗 | プラチナでは 100 Ω、1000 Ω など、サーミスタでは基準温度で数キロオーム | 読み取り回路が分解しなければならない抵抗と、回路が使える励起電流。同じ電流では 1000 Ω の素子は 100 Ω の素子の 4 倍の信号を発生し、リード抵抗が無視できない場で効きます。 |
| 許容差クラス | 基準温度および範囲全体での許容偏差を定めるクラスまたは等級 | 素子が標準曲線からどれだけ離れてよいか。同じクラスの 2 つの素子はよく一致します。クラスが示されていないと、2 つの素子は基準温度付近でのみ一致します。 |
| 導体の数 | 2 線、3 線、4 線。素子がサーミスタの場合は実質的に常に 2 線 | 読みの内部にどれだけリード抵抗が残るか。長い運転で耐える読みと、音もなく耐えない読みを分けるのは、この判断であることが最も多いです。 |
| 素子の構造 | ボビンに巻いた巻線、基板上の薄膜、または成形もしくはガラス封入のビーズ | 耐振動性、素子の応答の速さ、作れる大きさ、そして使用期間中に組立品の精度がどれだけ保たれるか。 |
| 保護とリード線 | むき出しの素子、ガラスまたは樹脂封入、金属管、そしてリード線の絶縁と長さ | 素子が使用中に何を耐えるかと、購入者自身の筐体にどう収まるか。リード絶縁の耐温度は素子の測定範囲とは別個の限界で、実際には先にそこへ到達することがしばしばです。 |
測温抵抗体の選び方
| 選択要素 | 決めておくこと | それが答えを決める理由 |
|---|---|---|
| 読みが機種間で一致しなければならないか | 2 地点を比較するのか、読みを後で繰り返すのか、数値が監査されるのかを問います。 | この問いが 2 つのファミリーを分けます。標準化された曲線こそ一致を可能にするもので、サーミスタには実用に足る許容差での標準曲線がありません。 |
| カバーすべきスパン | 使用範囲と逸脱する範囲を取り、使える曲線の線形性と比べます。 | プラチナ素子は緩やかな曲線で広いスパンをカバーします。サーミスタは狭い範囲で細かく分解しますが、その範囲の両端では度あたりの抵抗変化が崩れるため、実用にならなくなります。 |
| 実際に必要な分解能 | 計器が表示できる最小値ではなく、用途が示さなければならない最小の温度変化を書き出します。 | 分解能は信号と変換器の質で買います。要求が粗いならプラチナ素子と手頃な変換器で足ります。狭い帯で細かいなら、同じ結果へ至る安い道はサーミスタです。 |
| 読み取り回路までの距離 | 配線長を測り、素子を注文する前に導体数を決めます。 | リード抵抗は 2 線回路では測定に加算され、導体を増やす以外に打ち消せません。配線の判断は素子の段階で 1 回だけ行われ、あとからソフトウェアで取り戻せません。 |
| 使える励起 | 読み取り回路が供給できる電流と、その電流が素子で消費する電力を確認します。 | 電流が少なすぎると信号はノイズに埋れ、多すぎると素子は自己発熱で読みを誤ります。低抵抗の素子の方が 2 つの中では寛容で、1000 Ω のプラチナ素子がよく使われる理由の 1 つです。 |
| 素子の取付け方 | ポットで固めるか、クランプするか、機械加工したポケットに挿入するか、面に押し付けて保持するかを決めます。 | 素子から測定対象までの熱経路は測定の一部分です。許容差が優れた素子でも熱経路が悪ければ、その素子は自分の周囲を測った値を出します。 |
| 認証とトレーサビリティ | 証明書が必要か、そして何を書かねばならないかを定めます。 | リード線付き素子では、これは多くの場合別個の購入で、供給される個品に紐付くため、素子と同時に手配しなければなりません。 |
近似する代替機種
測温抵抗体 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。
| 近似する代替機種 | 測温抵抗体の素子との違い |
|---|---|
| 測温抵抗体式温度センサ | 同じ測定原理を完成した組立品として供給したもので、シース内の素子にプロセス接続と端子ヘッドが付いています。部品ではなく、取り付けて接続できるプローブが必要なら、組立品の方が仕様として完成しており、このページは違います。 |
| 熱電対 | 抵抗を変えるのではなく電圧を発生するため、励起が不要で、応答が速く、より高温に耐えます。代わりに失うのは、標準化された抵抗曲線がもたらす機種間の一貫性です。 |
| 温度トランスミッタ | 素子を読み取ってループ出力に変換するだけで、自身は測定しません。素子が部品として供給される場合、トランスミッタはヘッド内ではなく、そこから離れた位置に取付けるのが通例です。 |
| 温度調節計 | 素子を読み取り、ヒータまたは冷却器を設定値に向けて駆動します。リード線付き素子が最もよく行き着く先で、素子の曲線と導体数に合わせて設定しなければならない部分です。 |
| デジタル温度計 | 携帯形の完成品で、自身の表示と電池を備え、スポットチェックに使われます。何らかの素子を内蔵していますが素子の代わりではなく、他の機器に組み込んだりプロセスに常設したりはできません。 |
2 つのファミリーは名前を共有するだけで、他はほとんど共通していません。まず読みが機種間で再現可能でなければならないかどうかを決め、次に素子を選び、次に導体数を決めます。
問い合わせに含める内容
お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。
- 素子のファミリー。ファミリーが未定なら、要求される読みの挙動
- 基準温度での公称抵抗
- 許容差のクラスまたは等級と、それを定める規格
- 温度範囲と、期待される度あたりの変化
- 読み取り回路が必要とする導体の数
- 素子の構造と、取付地点で使える寸法
- 封入、管の材質、そして素子をどのように取り付けるか
- リード線の長さ、リード線の絶縁材質とその耐温度
- 証明書またはトレーサブルな校正が必要かどうか
- 数量、仕向港、希望納期
公開中の製品
1機種（測温抵抗体）
よくあるご質問
測温抵抗体に関するご質問
サーミスタは測温抵抗体か
文字どおりには該当します。抵抗が温度を示す検知部品であり、この呼称はそれを含みます。もっとも一般的な使い方では、この略語は標準化された上昇曲線を持つ金属素子を指すようになり、それがほとんどの人が思い描く測温抵抗体です。用語に頼るのではなく、どちらのファミリーを要求しているのかを書いておく価値があります。両者は挙動が違い、仕様として書く数値も違い、読み取り回路を変えずに互いに置き換えることはできません。
導体数はなぜ後ではなく素子の段階で決めるのか
導体は素子に取り付けられ、一緒に引き出される必要があるためです。3 線の素子は構造として 3 本のリードを持ち、2 線の回路では、3 線素子で打ち消されたリード抵抗を取り戻せません。配線が長い場合、または素子の抵抗が低い場合、2 線の素子は、計器でどれだけ調整しても測定値と区別できないオフセットを読みます。
許容差のクラスは何を示しているのか
基準温度で素子が標準曲線からどれだけ外れてよいかが許容差のクラスで、通常は、その許容偏差が範囲全体でどう広がるかも含まれます。リード抵抗、自己発熱、媒体への熱経路までは扱いに入りません。これらの条件が、設置済みの読みをクラスが示すより悪くするのが常で、そのためクラスは設置についての記述ではなく出発点です。
安全な励起電流はどれほどか
読み取り回路がノイズなくまだ分解できる限り小さい値にします。電流は必ず素子の中で電力を消費して素子を温めるためです。結果として生じる温度上昇は熱がどれだけ速く去るかに依存するので、同じ素子なら、よどんだ空気中より動いている液体中の方が多くの電流に耐えます。散逸定数が公表されている場合、それは定められた条件を示したもので、設置で安全な値は素子の取付け方から求めなければなりません。
筐体と接続を購入者側で用意できるか
できます。リード線付き素子はまさにそのためのもので、購入者が引き受けることになるのは熱経路です。素子をクランプするかポットで固めるか、測定する面にどれだけ確実に触れるか、どれだけ露出させるかです。これらは素子自身の許容差よりも読みを決めるため、良い素子でも取付が悪ければ測定は悪くなります。
測温抵抗体のお見積り
仕様をお送りいただければ、該当する型式、供給可能性、納期を確認します。最低注文数は 1 台 です。
見積依頼
お見積り依頼 - 測温抵抗体
技術的な詳細をお送りいただければ、供給可否・納期・取引条件を確認いたします。在庫品は 48 時間以内に出荷し、カスタマイズ仕様は通常 2〜10 日を要します。最低注文数は 1 台 です。