概要
温度制御したい場所の温度を測定し、抵抗値などの物理量に変換して出力するセンサのことをいいます。
種類
熱電対
二種類の金属導体で構成された温度センサのことをいう。
2本の異なる金属導体を一端Aで接続し、このA点を被測定温度に置く。
他端Bを基準温度に保ち、2ほんの導体間に発生する熱起電力を測定する。
このように温度差により熱起電力が発生する効果をゼーベック効果とよび、温度差1Kあたりの熱起電力をゼーベック係数という。
物質固有の値で、金属では一般に数μVから数十μV程度である。
両端の温度差で温度が高い側が正の導体と、負の導体があり、熱電対は、これらの異なる符号の2本の導体を組み合わせて熱起電力が合算して大きくなるようにしている。
①応答が早い
②-200℃〜1700℃と広範囲の温度測定が可能
③特定の点や小スペースでの温度測定が可能
④安価で入手しやすい
測温抵抗体
金属や金属酸化物が温度変化によって電気抵抗値が変化する特性を利用したセンサ。
金属中では、電子は格子振動によって拡散され、その移動度は絶対温度に比例する。
これによって、抵抗温度計数は性の値を示す。
使用する金属には、一般的に特性が安定して入手が容易な白金が使用されている。
①高精度に温度が測定できる
②極低温を測定できる
③高温測定には不向き
サーミスタ
半導体の温度が変化すると、その抵抗値が大きく変化する性質を利用したセンサ。
①白金などの金属測温抵抗体に比べると、電気抵抗が1〜4桁程度大きい。
②形状が小さい
③高感度で応答性が良い
④低価格
NTCサーミスタ
負の抵抗温度計数を示すサーミスタ。
Mn、Co、Ni、Feなどの遷移金属の酸化物焼結体からできており、温度制御システム用センサに広く用いられている。
PTCサーミスタ
一定の温度範囲において、抵抗値が急増する正の抵抗温度係数をもったサーミスタ。
微量の希土類元素を有するチタン酸バリウムの焼結体などで構成されている。
回路の過大電流防止やヒータ制御に応用されている。
CTRサーミスタ
五酸化バナジウムに、他の金属酸化物を混合した粉末材料を還元雰囲気で焼成したサーミスタ。
抵抗値が狭い温度範囲において急激に減少する特性がある。
一定温度で起動する温度スイッチなどに用いられている。
pn接合
Siのpn接合ダイオードで、順方向の所定の一定電流下での順方向電圧の温度変化を利用する。
サーマルダイオードとも呼ばれ、温度感度は約-2mV／K。
トランジスタのエミッターベース間のpn接合を利用してもよい。
異なるコレクタ電流を流したときの2このトランジスタのベースーエミッタ間の電圧の差が絶対温度に比例することを利用したIC温度センサがある。
IC温度センサは直線性がよく、電子回路や熱電対などの他の温度センサの温度補償用よして実用化されている。
