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2008年2月 6日 (水)

差動熱電対

Photo 熱電対は産業用温度計測で広く使われる温度センサである。

しかし,熱電対が本質的に温度差を計測するセンサであることは案外知られていない。

図の結線法は温度差を測る一手段である。

この結線によれば,対象温度TSと室温Taの温度差を,かなり精密に測定できる。熱電対の素線が均一であれば,TS=Taならば,電圧計への信号が0となる。熱起電力が温度差に比例しTS=Taなら確実にセンサ出力は0となる。

電子機器の温度上昇を測定する必要は多くある。そして,ふつう2CHの温度計測を行いその差をとる。

この方法によればTa接点を,室温と称する場所に設置するだけでよい。後は電圧計の性能で決まる。

ふつうの熱電対計測システムは,温度の値を相対的にではなく測定するために冷接点補償回路を備えており,ここでかなりの減算を行う。

図の構成によれば,確実に温度差の計測ができる。このような書き方をすると特許明細書の一節のような感じとなってしまうが・・・。もちろんこの方法は公知なので特許性は無いが,忘れられかけた熱電対の基本的な使い方のひとつであろう。

アナログエンジニアは,この方法で室温Taの影響を排除しながら機器の温度上昇の試験を行うことがある。

揺らぐ室温の影響を消去しながら,温度差を計測できるのである。

このような目的には,素線は熱起電力の大きな組み合わせが良い。それでも,せいぜい50μV/℃なので高精度DC増幅は必要であるが,今のICオペアンプを使えば0.05℃の分解能で温度差を検出できる。

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