熱電対の原理


ゼーベック効果ゼーベック効果

閉回路を作り、両端の接続点を異なった温度に保つと回路に電流が流れます。
金属線がそれぞれ均質であれば、線の長さ・太さ・形状に無関係で、両接点の温度によって決まります。
通常は回路の一部を開いて電圧計を挿入し、熱起電力(電流を起こさせる起電力)を測定します。


均質回路の法則

単一かつ均質の材料からできている金属線では、形状・温度分布に関わらず、熱起電力は発生しません。
熱電対の熱起電力は両接点の温度のみによって決まり、途中の温度分布には影響されません。


中間金属の法則中間金属の法則

熱電対が作る回路の任意の位置に異種の金属線を挿入したとき、この挿入金属線の両端温度が等しい場合には、この熱電対の起電力は変化しません。


中間温度の法則中間温度の法則

2つの熱電対を直列に接続したときに得られる起電力は、2つの熱電対の起電力の和となります。


熱電対の規格

IEC(国際電気標準会議)

■JIS
・C1602 熱電対
・C1605 シース熱電対
・C1610 熱電対用補償導線
・Z8704 温度測定方法−電気的方法
・Z8710 温度測定方法通則


熱電対の温度校正

比較法を用いて熱起電力を測定し、基準熱起電力表(JIS C 1602)から温度に換算します。


熱電対校正装置写真

熱電対校正装置

■トレサビリティ

トレーサビリティの図


熱電対の種類


■JIS熱電対

記号 構成材料 使用温度 特徴
(+) (−) (℃)
B Pt-30%Rh Pt-6%Rh 600〜1700 酸化性、不活性ガス雰囲気に適する
R Pt-13%Rh Pt 0〜1600
S Pt-10%Rh Pt 0〜1600
N Ni-Cr-Si Ni-Si -200〜1250 酸化性、不活性ガス雰囲気に適する
金属蒸気に強い
K Ni-Cr Ni-Al-Si -200〜1200
E Ni-Cr Cu-Ni -200〜800
J Fe Cu-Ni -40〜750 還元性雰囲気に適する
T Cu Cu-Ni -200〜350

※使用温度:B、R、S以外の熱電対は素線径によって耐熱温度が異なる


■JIS規格以外の熱電対

名称 構成材料 使用温度 特徴
(+) (−) (℃)
Pt-Rh Pt-40%Rh Pt-20%Rh 1100〜1800 高温用
Platinel Pt-Au-Pd Pt-Pd 0〜1300 真空、還元性、不活性雰囲気に適する
W-Re W-Re W-Re 0〜2300
Ir-Rh Ir-Rh Ir 600〜2000 真空、不活性雰囲気に適する

■熱電対補償導線の温度グラフ■熱電対補償導線の温度グラフ