DANFOSS温度センサ

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米DANFOSSデンフォス温度センサの検出部は被験者と良好に接触している

温度センサ（temperature transducer）とは、温度を感じ、使用可能な出力信号に変換できるセンサのことです。DANFOSS温度センサ温度測定計器の核心部分であり、品種が多い。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、センサー材料と電子部品の特性によって熱抵抗と熱電対の2種類に分けることができる。

せっしょくしき

せっしょくしきDANFOSS温度センサ

温度計は伝導または対流によって熱平衡に達するため、温度計の表示値は測定対象の温度を直接表すことができる。一般的に測定精度が高い。一定の温度測定範囲内では、温度計は物体内部の温度分布を測定することもできる。しかし、運動体、小さな目標、または熱容量が小さい対象には大きな測定誤差が発生し、一般的な温度計にはバイメタル温度計、ガラス液体温度計、圧力式温度計、抵抗温度計、サーミスタ、温度差電対などがある。それらは工業、農業、商業などの部門に広く応用されている。これらの温度計は日常生活でもよく使われている。低温技術の在中、空間技術、冶金、電子、食品、医薬と石油化学工業などの部門の広範な応用と超伝導技術の研究に伴い、120 K以下の温度を測定する低温温度計が発展し、例えば低温ガス温度計、蒸気圧温度計、音響温度計、常磁性塩温度計、量子温度計、低温熱抵抗と低温温度差電対などがある。低温温度計は感温素子の体積が小さく、精度が高く、再現性と安定性が良いことを要求している。多孔質高シリコーンガラスの浸炭焼結を利用した浸炭ガラスの熱抵抗は低温温度計の感温素子であり、1.6〜300 Kの範囲内の温度を測定することができる。

その感知素子は被験者と接触しておらず、非接触式測温計器とも呼ばれている。この計器は、運動物体、小さな目標、および熱容量が小さい、または温度変化が速い（瞬間的に変化する）オブジェクトの表面温度を測定するために使用することができ、また、温度場の温度分布を測定するために使用することもできる。

の非接触式測温計器は黒体放射の基本法則に基づいており、放射測温計器と呼ばれている。放射線温度測定法には、輝度法（光学温度計を参照）、放射線法（放射温度計を参照）、比色法（比色温度計を参照）が含まれる。黒体（すべての放射線を吸収して光を反射しない物体）に対して測定された温度だけが真の温度である。物体の真の温度を測定するには、材料の表面放射率の修正が必要である。一方、材料の表面放射率は温度や波長だけでなく、表面状態、塗膜、ミクロ組織などにも関係しているため、正確な測定は難しい。自動化生産においては、冶金中の鋼帯圧延温度、圧延ロール温度、鍛造品温度、製錬炉やるつぼ中の各種溶融金属の温度など、放射線温度測定法を用いてある物体の表面温度を測定または制御する必要があることが多い。これらの具体的な場合、物体の表面放射率の測定はかなり困難である。固体表面温度の自動測定と制御には、追加のミラーを使用して、被測定表面とともに黒体空洞を構成することができる。追加の放射線の影響は、測定された表面の有効放射線と有効放射係数を高めることができる。有効放射係数を用いて計器を通じて実測温度に対応する補正を行い、最終的には被測定面の真の温度を得ることができる。最も典型的な付加反射鏡は半球反射鏡である。ガス及び液体媒体の真の温度の放射測定については、耐熱材料チューブを一定の深さまで挿入して黒体空洞を形成する方法を用いることができる。媒体と熱平衡に達した後の円筒空洞の有効放射係数を計算により求めた。自動測定と制御では、この値を用いて測定チャンバ底温度（すなわち媒体温度）を補正して媒体の真の温度を得ることができる。

非接触測温の利点：測定上限は感温素子の耐温度に制限されないので、最高測定可能温度には原則的に制限されない。1800℃以上の高温に対して、主に非接触測温方法を採用する。

金属膨張原理設計のセンサ

金属は周囲温度が変化すると対応する伸びが生じるので、センサはこの反応を異なる方法で信号変換することができる。

バイメタルチップセンサ

バイメタルシートは2枚の異なる膨張係数の金属を貼り合わせて構成され、温度変化に伴い、材料Aが他の金属よりも膨張度が高くなり、金属シートの曲がりを引き起こす。湾曲した曲率を出力信号に変換することができます。

バイメタルロッドと金属管センサ

温度が上昇するにつれて、金属管（材料A）の長さが増加し、膨張しない鋼棒（金属B）の長さは増加しないので、位置の変化によって、金属管の線形膨張が伝達されることができる。逆に、この線形膨張は出力信号に変換することができる。

液体と気体の変形曲線設計のセンサ

この膨張の変化を位置の変化に変換して、位置の変化出力（ポテンショメータ、誘導偏差、バッフルプレートなど）を生成するためのさまざまなタイプの構造があります。

熱電対は2つの異なる材料の金属線からなり、末端で溶接されている。加熱しない部位の環境温度を測定すれば、加熱点の温度を正確に知ることができる。2つの異なる材質の導体が必要なので、熱電対と呼ばれています。材質によって作られた熱電対は異なる温度範囲で使用され、感度もそれぞれ異なる。熱電対の感度とは、加熱点温度が1℃変化した場合の出力電位差の変化量をいう。ほとんどの金属材料で支持されている熱電対にとって、この数値は約5〜40マイクロボルト/℃の間である

熱電対DANFOSS温度センサの感度は材料の太さに関係ないため、非常に細い材料でもDANFOSS温度センサを作ることができる。熱電対を作製する金属材料は優れた延性を持っているため、このような微細な測温素子の応答速度は、急速に変化する過程を測定することができる。