熱電対と測温抵抗体

それぞれの特徴を解説

熱電対と測温抵抗体の比較

コストの違い

測温抵抗体は熱電対に比べ、数倍〜数十倍高価になります

精度

測温抵抗体は感度が熱電対に比べ大きく、基準接点が不要なため、特に常温付近では精度が良くなります

応答性

熱電対の方が構造上細く制作できるため、応答性を速くすることが可能

温度範囲

熱電対は種類によって1500℃以上測定できますが、測温抵抗体は600℃まで(JIS)です

衝撃・振動

熱電対は比較的単純な構造ですが、測温抵抗体は素子内部の抵抗線に細い線が使用されるため、振動や衝撃に弱い

熱電対の特徴

熱電対を使用するメリット

熱電対の種類や素線径等については各種規格（IEC、JIS、ANSI他）により定められています。
また、使用する金属は、接合する各金属ごとに測定範囲、測定精度などが異なるため、必要とする精度の他に材料の費用等も考慮に入れて適切に選択する必要があります。

熱電対は以下のような特徴（利点）があります。

•　熱起電力が大きく、特性のバラツキが小さいので互換性がある。

•　高温、及び低温で使用しても、熱起電力が安定しているので寿命が長い。

•　耐熱性が高く、高温環境下であっても機械的強度を保つことが出来る。

•　温度を電気的に換算できるので、測定・調節・制御・増幅・変換などが容易に行えます。

•　比較的安価で入手しやすく、測定方法も簡便の割には測定密度が高く、タイムラグも割合少ないので、特に感度を必要とする場合や寿命を要求する場合などに応じて自由に寸法(例えば線径など)を選ぶことができます。

•  広い温度範囲の測定が可能です(例えばE熱電対の場合、-200～700℃までの温度範囲が同一熱電対で測定できます。またR熱電対の場合は0～1600℃位まで可能です)。

•  小さな測温物の測温が温度分布を乱さずできるとともに、特定の部分や狭い場所の測温が可能です。さらに測温物と計器間の距離も大きくとることができ、回路の途中に局部的な温度変化が生じても測定値にはほとんど影響を与えません。

しかし熱電対には欠点もあります。

•  測定する雰囲気により使用できる熱電対の種類に制限があります。

•  測定温度の±0.2%程度以上の精度を得ることが難しい。

•  基準接点を必要とし、これを一定温度(例えば0℃)に保つ必要があり、これ以外の場合は熱電対を延長して用いるか(この場合高価になります)、補償導線を使用する必要があります。

•  比較的高温で用いる場合あるいは長期間用いる場合は、主として雰囲気による劣化(酸化・還元など)が進行するので、定期的な点検や補正が必要であり、これを行っていても寿命には限界があります。

測温抵抗体の特徴

RTDを使用するメリット

熱電対より、精度が高いことが特徴です。許容差は0℃近辺で約1/10、600℃近辺で約1/2になり、 抵抗から温度を求めるため、熱電対のような基準接点や補償導線は不要。そして安定度が高く、感度が大きいことが主な特徴です。温度と抵抗の関係はほぼ直線的で、最高使用温度は500～600℃程度と低い。デメリットは、形状が大きく、機械的衝撃、振動に弱く、応答が遅いことです。

測温抵抗体のメリット

•  感度が大きい。例えば0℃で100 Ωの白金測温抵抗体で1℃あたり抵抗値は0.4 Ω変化します。これに2 mAの電流を流したとすれば、約800 μVの電力出力変化が得られます。

•  安定度が高く、振動の少ない環境で使用すれば、長期にわたって0.1℃よりよい安定度が得られます。精密計測用では使用法が限定され、0.01℃よりよい安定度が得られます。

•  工業用では簡単な付加回路で直線出力が得られ、均等目盛りの指示をさせることができます。

•  熱電対のような基準接点のような器具は不要で、常温付近の温度測定に使用できます。

測温抵抗体デメリット

•抵抗素子は構造が複雑なため、形状が大きく、そのため応答が遅く、狭い場所の測定には適しません。

•  最高使用温度が500～650℃と低い。

•  細い抵抗素線のため、機械的衝撃や振動に弱く、長期間振動の加わる場所では断線の恐れがあります。