一、温度測定の基本概念

1、温度の定義：

温度は物体の冷熱の程度を特徴づける物理量である。温度は物体の温度変化に伴ういくつかの特性によって間接的に測定することができ、物体の温度値を測定するためのスケールは温度スケールと呼ばれている。それは温度の示度起点（ゼロ点）と温度を測定する基本単位を規定している。現在、多く使用されている温度標識には華氏温度標識、摂氏温度標識、熱力学温度標識、実用温度標識がある。

摂氏温度スケール（℃）の規定：標準大気圧下で、氷の融点は0度で、水の沸点は100度で、中間は100等分して、1等分は摂氏1度で、記号は℃である。

華氏温度スケール（℉）の規定：標準大気圧の下で、氷の融点は32度で、水の沸点は212度で、中間区分180等部は華氏1度記号は℉である。

熱力学温度計（記号T）はケルビン温度計（記号K）、または温度計とも呼ばれ、分子運動停止時の温度を0度と規定する。

温度計：実用温度計はプロトコル性温度計であり、それは熱力学温度計に近く、しかも再現精度が高く、使いやすい。現在通用する温度計は1975年の第15回権利度大会で採択された「1968年実用温度計-1975年改訂版」で、IPTS-68（REV-75）と表記されている。しかし、IPTS-68温度には一定の不捕捉が存在するため、計量委員会は第18回計量大会第7号で1989年の会議で1990年のITS-90、ITS-90の温度スケールをIPS-68に置き換えることを許可した。我が国は1994年1月1日からITS-90温度基準を全面的に実施した。

1990年の温度計：

a、温度単位：熱力学温度は基本的な仕事手物理量であり、その単位ケルビンは、水三相点の熱力学温度の1/273.15 K（氷点）との差を用いて温度を表すため、現在もこの方法を維持している。定義によると、摂氏度の大きさはケルビンに等しく、温度差は摂氏度またはケルビンでも表現できます。温度スケールITS−90は、ケルビン温度（符号T 90）と摂氏温度（符号t 90）を同時に定義する。

b、温度計ITS-90の通則：ITS-90は0.65 Kからプランク放射の法則に上向き、単色放射を用いて実際に測定可能なzui高温度を使用する。ITS-90は、温度受け入れ時のTの*推定値が、熱力学的温度を直接測定するよりもT 90の測定が便利で、より精密で、再現性が高いフルレンジで作成されています。

c、ITS-90の定義：

*温度領域は0.65 Kから5.00 Kの間であり、T 90は3 Heと4 Heの蒸気圧と温度の関係式によって定義される。

第2の温度領域が3.0 Kからネオン三相点（24.5661 K）までの間のT 90はヘリウムガス温度計で定義される。

第3の温度領域は平坦化水素三相点（13.8033 K）から銀の凝固点（961.78℃）の間であり、T 90は白金抵抗温度計によって定義され、それは規定された定義内挿法のセットを用いて分度する。銀凝固点（961.78℃）以上の温度領域、T 90はプランク放射の法則に基づいて定義され、再現装置は光学高温度計である。

二、温度測定計器の分類

温度測定計器は温度測定方式によって接触式と非接触式の2種類に分けることができる。通常、接触式温度計は比較的簡単で、信頼性があり、測定精度が高い、しかし、測温素子と被測定媒体は十分な熱交金剛を行う必要があり、熱平衡を達成するには一定の時間が必要であるため、測温の遅延現象が存在し、同時に耐高温材料の制限を受け、高い温度測定には応用できない。非接触式計器の測温は熱放射原理によって温度を測定するもので、測定素子は被測定媒体と接触する必要はなく、測温範囲が広く、測温上限の制限を受けず、被測定物体の温度場を破壊することもなく、反応速度も一般的に比較的速い、しかし、物体の放射率、測定距離、煤塵と水蒸気などの外部要因の影響を受け、その測定誤差は大きい。

三、センサーの選択

国家標準GB 7665-87によるセンサの定義は、「規定された測定を感じ、一定の規則に従って利用可能な信号に変換できるデバイスまたは装置は、通常、敏感素子と変換素子から構成される」ということである。センサは測定された情報を感じることができ、検出された情報を一定の規則に従って電気信号やその他の必要な形式の情報出力に変換し、情報の伝送、処理、記憶、表示、記録と制御などの要求を満たすことができる検出装置である。自動検出と自動制御を実現するための最も重要な一環である。

（一）、現代センサは原理と構造が千差万別で、どのように具体的な測定目的、測定対象及び測定環境に基づいてセンサを合理的に選択するかは、ある量を行う際にまず解決しなければならない問題である。センサが確定した後、それに対応する測定方法と測定装置も確定することができる。測定結果の成否は、センサの選択が妥当かどうかに大きく依存する。

1、測定対象と測定環境に基づいてセンサのタイプを確定する：具体的な測定作業を行うには、まずどのような原理のセンサを採用するかを考慮しなければならず、これは多方面の要素を分析してから確定する必要がある。同じ物理量を測定しても、複数の原理のセンサが選択可能であるため、その原理のセンサがより適切である場合、測定された特徴とセンサの使用条件に基づいて以下の具体的な問題を考慮する必要がある：レンジの大きさ、測定された位置によるセンサの体積要求、測定方式は接触式または非接触式である、信号の引き出し方法、有線または非接触測定、センサーの出所は、輸入か国産か、価格が納得できるか、それとも自分で開発するか。

2、感度の選択：通常、センサの線形範囲内では、センサの感度が高いほど良いことが望ましい。感度が高い場合にのみ、測定された変化に対応する出力信号が信号処理に有利であるからである。しかし、センサの感度が高く、測定されたものとは関係のない外界ノイズも混入しやすく、増幅システムによって増幅され、測定精度に影響を与えることもあるため、センサ自体には高い信頼比が求められ、外界から導入される工場の心配信号をできるだけ減らすことが求められている。センサーの感度には方向性がある。測定が一方向量であり、その方向性に対する要求が高い場合は、他の方向感度の小さいセンサを選択し、測定が多次元ベクトルである場合は、センサの交差感度が小さいほど良いことが要求される。

3、周波数応答特性：センサの周波数応答特性は測定される周波数範囲を決定し、許容周波数範囲内で歪まない測定条件を維持しなければならない。実際にはセンサの応答には一定の遅延があり、遅延が短いほど良いことが望ましい。センサの周波数応答が高く、測定可能な信号周波数範囲が広いが、構造特性の影響を受けるため、機械系の慣性が大きく、周波数が低いセンサがあるため測定可能な信号の周波数が低い。動的測定では、過熱の誤差が生じないように、信号の特徴（定常状態、ランダムなど）に基づいて応答特性を測定しなければならない。

4、線形範囲：センサーの線形範囲は出力が入力に比例する範囲を指す。理論的には、この範囲内で感度は一定値を維持し、センサの線形範囲が広いほど、そのレンジは大きくなり、一定の測定精度を保証することができる。センサを選択する際には、センサの種類が決定されたら、まずそのレンジが要求を満たすかどうかを見なければならない。しかし、実際には、どのセンサーも保証できない線形性であり、その線形性も相対的である。要求される測定精度が比較的低い場合、一定の範囲内で非線形誤差の小さいセンサを線形と近似することができ、これは測定に極めて便利をもたらす。

5、安定性：センサーが一定時間使用した後、その性能が変化しない能力を安定性と呼ぶ。センサの長期安定に影響を与える要因は、センサ自体の構造のほか、主にセンサの使用環境である。そのため、センサに良好な安定性を持たせるには、センサに強い環境適応能力が必要である。センサを選択する前に、その使用環境を調査し、具体的な使用環境に基づいて適切なセンサを選択したり、適切な措置を取ったりして、環境影響を減らす。いくつかの要求センサーが長期的に使用でき、容易に交換または標定できる場合、選択されたセンサーの安定性の要求はより厳しく、長時間の試練に耐えなければならない。

6、精度：精度はセンサーの重要な性能指標であり、それは測定システム全体の測定精度に関係する重要な一環である。センサの精度が高いほど価格が高くなるため、センサの精度は測定システム全体の精度要求を満たすだけでよく、高すぎる必要はありません。これにより、同じ測定を満たす多くのセンサの中から比較的安価で簡単なセンサを選択することができます。測定目的が定性分析であれば、繰り返し精度の高いセンサを選択すればよく、量値精度の高いものを選択するべきではない、定量分析のために必要な測定値であれば、精度レベルが要求を満たすセンサーを選択する必要があります。特定の特殊な使用の場合、適切なセンサーを選択できない場合は、自分で設計してセンサーを製造する必要があり、自作センサーの性能は使用要求を満たすべきである。

（二）温度測定器：

1、熱抵抗：熱抵抗は中低温域zuiでよく使われる温度検出器である。その主な特徴は測定精度が高く、性能が安定していることです。中でも白金熱抵抗の測定精度はzuiが高く、工業用温度測定には広く応用されておらず、標準的な基準計とされている。

①熱抵抗測温原理及び材料：熱抵抗測温は金属導体の抵抗値が温度の増加に伴って増加するという特性に基づいて温度測定を行った。熱抵抗はほとんど金属材料で作られており、現在zuiが多く使われているのは白金と銅であるほか、現在ではロジウム、ニッケル、マンガンなどの材料を用いて熱抵抗を製造している。

②熱抵抗測温システムの構成：熱抵抗測温システムは一般的に熱抵抗、接続導線とデジタル温度制御表示表などから構成される。2点に注意しなければならない：「熱抵抗とデジタル温度制御表示表のインデックス番号は一致しなければならない、接続リード抵抗変化の影響を取り除くために、3線法を採用しなければならない」。

2、サーミスタ：NTCサーミスタ、体積が小さく、テスト精度が高く、反応速度が速く、安定で信頼性があり、老化防止、互換性、一致性が良いなどの特徴がある。エアコン、暖房設備、電子体温計、液位センサー、自動車電子、電子卓上カレンダーなどの分野に広く応用されている。

3、熱電対：熱電対は工業上でzuiが常用する温度検出素子の一つである。利点は次のとおりです。

①測定精度が高い。熱電対は被験者と直接接触するため、中間媒体の影響を受けない。

②測定範囲が広い。一般的な熱電対は-50 ~+1600℃から連続的に測定でき、いくつかの特殊な熱電対zuiは-269℃（金鉄ニッケルクロムなど）低く、zuiは+2800℃（タングステン-レニウムなど）に達することができる。

③構造がシンプルで使いやすい。熱電対は通常、2種類の異なるワイヤで構成されており、大きさや先頭に制限されず、外側に保護スリーブがあり、使いやすい。

（1）.熱電対温度測定の基本原理

2つの異なる材料の導体または半導体Aと半導体Bを溶接し、閉回路を構成する。導体Aと導体Bの2つの執着点1と2の間に温度差があると、両者の間に起電力が発生し、回路に大きな電流が形成される。この現象を熱電効果と呼ぶ。熱電対はこの効果を利用して動作する。

（2）熱電対の種類

一般的な熱電対は、標準熱電対と非標準熱電対の2つの種類に分けることができる。

標準熱電対とは、国家標準がその熱電位と温度の関係、許容誤差を規定し、統一された標準分度表を持つ熱電対であり、それに付属する表示計器が選択可能である。

非標準化熱電対は使用範囲または数量レベルで標準化熱電対に及ばず、一般的には統一された尺度表もなく、主に特定の場合の測定に用いられる。

我が国は1988年1月1日から、熱電対と熱抵抗はすべてIEC標準によって生産され、S、B、E、K、R、J、Tの7種類の標準化熱電対は我が国の統一設計型熱電対である。

（3）.熱電対冷端の温度補償

熱電対の材料は一般的に貴重で（特に貴金属を採用する場合）、測温点から計器までの距離が遠いため、熱電対材料を節約し、コストを下げるために、通常、補償導線を用いて熱電対の冷端（自由端）を温度が比較的安定した制御室内に延長し、計器端子に接続する。熱電対補償導線の役割は熱電極を延長し、熱電対の冷端を制御室の計器端子に移動させるだけであり、それ自体は冷端温度変化が測温に与える影響を取り除くことができず、補償の役割を果たさないことを指摘しなければならない。そのため、冷端温度t 0≠0℃における測温への影響を補償するための他の修正方法を採用する必要がある。熱電対補償導線を使用する際には、型番の適合に注意しなければならず、極性は間違ってはならず、補償導線と熱電対接続端の温度は100℃を超えてはならない。

四、我が国の温度制御分野における八大進展

我が国の計器は小型化、デジタル化、知能化、集積化とネットワーク化の実現などの面で発展の歩みに追いつき、自主知的財産権を持つ部分の開発開発と産業化に力を入れ、著しい進展を遂げた。その中で、提案すべき重大な科学技術の進展は主に以下の8つの方面を含む：

1.先進的な工業自動化計器計器及びシステムはモジュール化と全デジタル集積を実現し、産業化の要求を達成し、鋼、電気、石炭、化、油、交通、建築、国防、食品、医薬、農業、環境保護などの分野に広く用いられ、自主知的財産権を持つ方向に堅固な一歩を踏み出した。

2.知能式シリーズ試験機器と自動試験システムの研究及び産業化レベルが大幅に向上し、航空宇宙試験、機電製品試験、家庭電器試験、地震監視測定、気象探査、環境監視測定などの各業界の自動試験システムを構築した。全体的なレベルは*製品レベルに達しているが、販売価格は海外製品より明らかに低い。

3.マイクロ波ミリ波ベクトルネットワークアナライザの開発と量産に成功したことは、我が国が米国に続いて*このような高精鋭機器を生産できる2つの国になったことを示している。

4.独自の特色のあるナノメートル制御及びマイクロ機器を研究開発し、カーボンナノチューブの指向性製造及び構造と物理的性質の探査は世界的な地位にある。

5.完全な電気量子標準と1.5×10−5級国家電気エネルギー標準装置を完成し、我が国の電気計量標準を先進レベルにする。

6.自主知的財産権を持つ科学機器の難関攻略を展開し、我が国の科学機器の全体レベルを向上させた。

7.産学研が結合し、国内外相が結合する発展メカニズムを確立し、科学機器の応用分野を広げ、例えば税関の偽造防止チケットのスペクトル機器の開発に成功し、全国の税関で普及した後、累計540億元の偽チケットを押収し、国のために巨大な経済損失を挽回した。国産科学機器の＊は「八五」期間の13%から「九五」末期の25%に引き上げられた。

8.高強度集束超音波腫瘍治療システムの開発に成功し、量産され、超音波医療機器は腫瘍非侵襲治療の面で優位性がある。

関連リンク

熱電対型式の命名方法

熱電対の選択方法

熱電対の原理及び構造

温度センサーの基礎知識

安徽華潤計器資質栄誉証明書

備考：当社はまたサンプル或いは図面によって各種特殊型番の熱電対、熱抵抗、バイメタル温度計及び温度センサーに保護スリーブを取り付けて、各種特殊な場合を満たすことができる。
当社は注文数量が1本から数千本まで同じであることを歓迎します，しかも価格は公平で合理的，旧雨新知が引き続き支持を与えてほしい。