温度計に用いられるセンサーの仕組み

温度を測ることは、日常生活や仕事において大切なことです。

そのため古くから温度を測る器具である温度計がさまざまな場面で使われてきました。以前は、水銀やアルコールなどが熱によって体積が変わることを利用して温度を測定する温度計や体温計が使われてきましたが、液体の体積変化による測定では、誤差があったり、測定できる温度が限られていたりする欠点があるため、近年ではセンサーを用いて電気的に測定する温度計が主流になっています。

温度センサーの原理は、2種類の異なる金属を2カ所で接触させて、接触している2カ所の温度が異なる時には電流が発生するというゼーベック効果と言われる現象です。金属の種類と温度差によって流れる電流の強さは決まっているので、金属が接触している2カ所のうち1カ所を、測定したい場所に置いて流れる電流の強さを測ることで、温度を測ることができます。

このような仕組みを「熱電対」といい、金属の組み合わせの違いで、K熱電対やE熱電対などと呼ばれる種類があり、測定したい温度や場面に応じて利用されています。温度センサーとして代表的なものがK熱電対で、異なる金属としては、アルメル(アルミニウムとニッケルの合金)とクロメル(クロムとニッケルの合金)の組み合わせで作られたものです。K熱電対は、測定範囲が-200℃~1、000℃と広く、利用されている原料が入手しやすくコストを抑えることができることから、広く流通しています。

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