接触式温度計センサーの原理-電気抵抗式

温度を測定して電気信号(デジタル信号)に変換するための電子部品を温度計センサーと呼び、日常生活・家電製品のほかに産業用などの多くの分野で用いられています。温度の情報を電気信号に変換するための素子には熱起電力を測定するものと、電気抵抗の変化を測定するものの2種類があります。一般的に導電体(金属など)や半導体(セラミックなど)は、温度によって電気の流れやすさ(電気抵抗)が変わるという性質があります。金属であれば温度が上昇すると電流が流れにくく(抵抗値が大きく)なり、逆に半導体材料は温度が下げると電気抵抗が大きくなります。

抵抗値は温度ごとに決まるので、一定の電圧をかけた際の電流を測定して抵抗値を求めることで温度計センサーとして利用することができます。電気抵抗式の温度計センサーは2種類のタイプがあり、白金やその他の導体(金属)または半導体(サーミスタ)が使用されています。導電体を使用する場合は、温度変化に対して直線的に抵抗値が変化する金属や合金などが使用されます。これに対してサーミスタは温度が上昇すると急激に抵抗値が高くなることから、精密に温度を測定することができるというメリットがあります。

ただしサーミスタは経年変化を起こすので、回路を設計する際は劣化を考慮しなければなりません。ちなみにサーミスタは温度が上昇すると急激に抵抗値が上昇して電気が流れにくくなるという性質があるので、電子機器の熱暴走を防止するための安全装置に用いられることもあります。

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