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温度センサーの普及

2021-04-09
温度トランスデューサーとは、温度を感知して使用可能な出力信号に変換できるセンサーのことです。温度センサーは温度測定器の中核部分であり、多くの種類があります。測定方法により、接触型と非接触型の2つに分類できます。センサーの材質や電子部品の特性により、熱抵抗と熱電対の2種類に分けられます。

主な分類

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接触温度センサーの検出部分は、温度計とも呼ばれる測定対象物との接触が良好です。
温度計は伝導または対流によって熱平衡を達成するため、温度計の値は測定対象の温度を直接示すことができます。一般的に、測定精度は高いです。特定の温度測定範囲内で、温度計は物体内部の温度分布を測定することもできます。ただし、動く物体、小さなターゲット、または熱容量の小さい物体の場合、より大きな測定誤差が発生します。一般的に使用される温度計には、バイメタル温度計、ガラス液体温度計、圧力温度計、測温抵抗体、サーミスタ、および熱電対が含まれます。それらは、産業、農業、商業などの分野で広く使用されています。人々は日常生活でこれらの温度計をよく使用します。国防工学、宇宙技術、冶金、電子機器、食品、医学、石油化学などの分野での極低温技術の幅広い応用と超伝導技術の研究により、極低温ガス温度計など、120K未満の温度を測定する極低温温度計が開発されました。蒸気圧力温度計、音響温度計、常磁性塩温度計、量子温度計、低温耐熱性、低温温度計など。低温温度計には、小型、高精度、再現性、安定性が求められます。多孔質の高シリカガラスを浸炭して焼結した浸炭ガラスの熱抵抗は、低温温度計の一種の温度検知素子であり、1.6〜300Kの範囲の温度を測定するために使用できます。
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敏感な部品同士が被測定物に接触することはなく、非接触温度測定器とも呼ばれます。この種の機器は、移動する物体、小さなターゲット、および熱容量が小さいか、温度変化が速い(過渡的)物体の表面温度を測定するために使用できます。また、温度場の温度分布を測定するためにも使用できます。
最も一般的に使用されている非接触温度測定器は、黒体放射の基本法則に基づいており、放射温度測定器と呼ばれています。放射温度計には、輝度法(光高温計を参照)、放射法(放射高温計を参照)、および比色法(比色温度計を参照)が含まれます。すべての種類の放射温度測定方法は、対応する輝度温度、放射温度、または比色温度のみを測定できます。黒体(すべての放射を吸収し、光を反射しない物体)について測定された温度のみが真の温度です。オブジェクトの実際の温度を決定する場合は、材料の表面放射率を修正する必要があります。材料の表面放射率は、温度や波長だけでなく、表面状態、コーティング膜、微細構造にも依存するため、正確に測定することは困難です。自動製造では、鋼帯の圧延温度、圧延温度、鍛造温度、製錬炉やるつぼ内のさまざまな溶融金属の温度など、特定の物体の表面温度を測定または制御するために、放射線温度測定を使用する必要があることがよくあります。冶金学。これらの特定の状況下では、物体の表面放射率の測定は非常に困難です。固体表面温度の自動測定と制御のために、追加のミラーを使用して、測定された表面と一緒に黒体の空洞を形成することができます。追加の放射の影響により、測定面の有効放射と有効放射係数が増加する可能性があります。実効放射係数を使用して、メーターを介して測定された温度を修正し、最終的に測定された表面の真の温度を取得します。最も一般的な追加のミラーは、半球型ミラーです。球の中心近くの測定された表面の拡散放射エネルギーは、半球ミラーによって表面に反射されて追加の放射を形成し、それによって実効放射係数を増加させます。ここで、εは材料の表面放射率であり、Ïは鏡の反射率。気体や液体の媒体の真の温度の放射測定については、耐熱材料のチューブを特定の深さまで挿入して黒体の空洞を形成する方法を使用できます。媒体と熱平衡に達した後の円筒キャビティの有効放出係数は、計算によって計算されます。自動測定および制御では、この値を使用して、測定されたキャビティ底部温度(つまり、媒体の温度)を補正して、媒体の真の温度を取得できます。
 
非接触温度測定の利点:測定の上限は温度検出素子の温度抵抗によって制限されないため、原則として測定可能な最高温度に制限はありません。 1800°Cを超える高温では、主に非接触温度測定法が使用されます。赤外線技術の発展に伴い、放射温度測定は可視光から赤外線へと徐々に拡大しています。 700℃以下から室温まで採用されており、分解能は非常に高いです。