温度計センサーの測定原理

接触式の温度計に使われているセンサーには、熱電対が使われています。

熱電対は2種類の異なる金属でできた導電体の両端を接続したものです。輪っか状になった状態で、接続した一端に温度変化を生じさせると両端に温度差が生じます。金属には熱起電力が発生しますが、異種金属のため差が生まれます。その値を温度計で測定することで温度がわかります。構造的には一端を接続、もう一端は温度計内の電流を測定する部分で接続された状態にしていると言うものです。

実際に温度を知りたい場所に接触させるのは、熱電対の一端です。センサーには測る場所によって形状が様々ですが、基本的な構造は同じです。例えば体温計は先端の金属部分に熱電対の先端がついていて、体温を測ることができます。脇などに金属部分を接触させると熱伝導によって金属の温度が体温と同じになります。十分に温まったら測定完了です。体温計が測定にある程度時間がかかるのは、金属部分が温まるのを待っているからです。

他の接触式のセンサーも内部に熱電対がついているのは同じです。金属部分の温度が一定になったら測定完了です。熱伝導率率の高い素材を使えば、反応速度は高くなります。温度計の反応速度は機器の処理の問題ではなく、センサーの熱伝導率に影響することがあるのはそのためです。熱しやすく冷めやすい素材であればあるほど優秀なセンサーとして使うことができます。温度計を選ぶときには併せて性能を確認するようにしましょう。