熱電対

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

熱電対（ねつでんつい、thermocouple）は温度差を測定するセンサ。熱電能の異なる二種の金属を接合して、2つの接合点を異なる温度にすると、一定の方向に電流が流れ、熱起電力が生じる現象（ゼーベック効果）を利用した温度センサである。

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、材料の費用も考慮に入れて適切に選択する。熱電対の種類、素線径などは各種規格（IEC、JIS、ANSIなど）によって定められている。

[編集] 形式

構造

熱電対は高温や極低温で用いられることが多く、耐熱性や低温脆性のない性質を持ち、耐酸性や耐アルカリ性をもつ科学的にも物理的にも安定した Pt, Re, W, Ag, Au といった貴金属を用いる。このため、全ての配線をこの素材で行なうと極めて高価となる。そこで感温部のみにこれらの貴金属を用い、常温付近である配線用の部分には廉価な金属でこれらの貴金属と同じ熱電能を持った合金線を用いることができ、そのため、高価な金属を測温部のみとすることができる。この合金線を補償導線という。

この安価な補償導線を用いて計測器まで配線する。補償導線はJIS C1610に定められている。

熱電対の測温部分は温度の計測要求に応じて接触型・非接触型で用いる。また、細い熱電対を保護するため熱電対保護管を用いる。この保護管には金属（銅、ステンレス、カンタル、インコネル、チタン、ハステロイ）、非金属（硬質ガラス、高純度アルミナ、石英、ジルコニア、窒化珪素、テフロン）などが用いられる。

金属保護管に酸化マグネシウムやシリカ粉末で充填した構造のものをシース熱電対といい、太さ0.5ミリメートル程度のものまである。

[編集] 種類の例

記号	+極（脚）	−極（脚）	使用温度範囲（℃）	特徴
K	クロメル†	アルメル†	−200–+1000	熱起電力の直線性が良い
E	クロメル†	コンスタンタン	−200–+700	熱起電力が大きい
J	鉄	コンスタンタン	−200–+600	さびやすい
T	銅	コンスタンタン	−200–+300	熱伝導誤差が大きい
R	白金ロジウム合金（ロジウム13%）	白金	0–1400	ばらつきや劣化が少ない
B	白金ロジウム合金（ロジウム30%）	白金ロジウム合金（ロジウム6%）	0–1800	ばらつきや劣化が少ないが起電力が小さい
WR5-26	タングステンレニウム合金（レニウム5%）	タングステンレニウム合金（レニウム26%）	0–2480	最高温対応．還元雰囲気のみで使用できる
IrRh5-26	イリジウム	イリジウムロジウム合金（ロジウム40%）	1100–2000	高温で使用．酸化雰囲気でも使用可能
CrAu	ニクロム	金鉄合金（鉄0.07%）	1–300K	低温用
CuAu	銅	金コバルト合金（コバルト2.11%）	4–100K	極低温用