温度計に使われるセンサーのしくみ

温度計に使われているセンサーには、いろいろなしくみのものがあります。

その中でも最も有名なものは熱電対になります。異種金属をつなぎ合わせた導線を利用して測定します。熱電対は同じ長さの導線をつなぎ合わせた接点が測定点です。温度計の中にも接点があり、センサーの接点と温度差が生じることで電圧が発生して電流が流れます。この電流値を数値化して補正したものが温度として表示され、温度差が大きくなればそれだけ大きな電流が流れます。

熱電対の接点そのままでは耐久性がなかったり、固定ができないなどの問題があるため金属管の中に入れるなどの対策が欠かせません。測定に使われる先端は露出しているものや金属被覆に直接接触しているものなどがあります。反応速度や耐久性に違いがあるので測定環境に応じて選択することが必要です。保護用の素材には金属だけではなくいろいろなものが使われています。バイメタルをセンサーに使う温度計もあります。

バイメタルも素材の違う金属を利用した仕組みです。熱膨張率の異なる金属を貼り合わせて作ったバイメタルは温度差によってひずみが生じて形状が変化します。温度差が大きくなればなるほどひずみは大きくなっていきます。バイメタル式は高温でも利用可能なことと、電力がなくても利用可能なことからさまざまな場面で適用可能です。最も多く普及しているものとしてはガスコンロの吹きこぼれ防止のためのセンサーとして扱われています。

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