熱電対
熱電対とは、電導性のある、二種類の異なる金属導体で構成された温度センサで、物質内の2点間の温度差によって生じる起電力を測定することで温度を測定する装置である。温度の測定範囲は、おおよそ-200℃から＋1700℃からで比較的安価で手に入れることができる。
ゼーベック効果
ゼーベック効果とは、2種類の金属を組み合わせて閉回路を作り、接点の一方を高温側にして、もう一方を低温側にすると、両接点間に電位差が生じて電流が流れる効果である。温度と起電力がほぼ正比例するため、電流計により温度がわかる。1821年、ドイツの科学者ゼーベックが発見したことからゼーベック効果と呼ばれる。
熱電対
起電力
起電力とは、ゼーベック効果を利用して作られた回路に電流を起こさせる電力である。
使用される金属
熱電対の材料としては、鉄/コンスタンタン、 クロメル/アルメル、白金/白金ロジウムなどが使用されており、使用を目的とした温度によって異なる。 下記がJISにより指定されている。
| 種類の記号 | 構成材料 ＋脚 | 構成材料－脚 | 温度範囲 |
|---|---|---|---|
| B | ロジウム30%を含む 白金ロジウム合金 |
ロジウム6%を含む 白金ロジウム合金 |
0℃‐1820℃ |
| R | ロジウム13%を含む 白金ロジウム合金 |
白金 | -50℃～1768.1℃ |
| S | ロジウム10%を含む 白金ロジウム合金 |
白金 | -50℃～1768.1℃ |
| N | ニッケル、クロムおよびシリコンを 主とした合金 （ナイクロシル） |
ニッケルおよびシリコンを 主とした合金 （ナイシル） |
-270℃～1300℃ |
| K | ニッケルおよびクロムを 主とした合金 （クロメル） |
ニッケルを主とした合金 （アルメル） |
-270℃～1372℃ |
| E | ニッケルおよびクロムを 主とした合金 （クロメル） |
銅およびニッケルを 主とした合金 （コンスタンタン） |
-270℃～1000℃ |
| J | 鉄 | 銅およびニッケルを 主とした合金 （コンスタンタン） |
-210℃～1200℃ |
| T | 銅 | 銅およびニッケルを 主とした合金 （コンスタンタン） |
-270℃～400℃ |
| C | レニウム5%を含む タングステン・レニウム合金 |
レニウム26%を含む タングステン・レニウム合金 |
0℃～2315℃ |
熱電対の主な測定範囲
貴金属熱電対
B、R、Sを貴金属熱電対という。白金、ロジウムといった融点の高い金属が含まれるため、1000℃以上の高温で使用される。卑金属熱電対に比べて高価・耐久性に優れいてる。
貴金属熱電対
N、K、E、J、T熱電対を卑金属熱電対という。1000℃未満の測定に使われることが多く、安価で一般的に使われる。