熱電対温度測定 基準接点の省略

実験で，温度測定を熱電対を用いて行っております．
ただ，基準接点（0℃に保つ部分）を氷水を入れた袋でくるんだりすると，
何度やってもノイズが乗ってしまい，測定になりません（水滴のせいでしょうか？）．

そのため，基準接点を設けず，オシロスコープで波形を読み込んでいます．
実験装置が室内にあり，冷暖房完備であるため，温度を一定状態にし，室温を測定値に上乗せすることで温度を測っていたのですが…　ふと，不安になり，調べたところ，「熱電対の起電力は，２点の温度差ではなく，温度で決まる」といった記述を発見してしまいました．

それ以上詳しい記述が無く，詳細がわかりません．

この件について，
１．上記のような基準接点を省略した測定では，温度が測れていないのか？
　　（実験で得た起電力はJISの表に照らし合わせて温度に変換出来ないのか？）

２．基準接点を作ってもノイズが乗らない方法はどのようなものがあるのか？

アドバイス等，ございましたら宜しくお願いします．参考文献，ウェブページの紹介だけでも宜しくお願いします．

No.1 回答者： fortranxp 回答日時： 2005/07/13 20:03

全長の長い熱電対にして補償導線を使用しなければ

そのような心配は不要だと思います。

No.2 回答者： noname#18125 回答日時： 2005/07/15 19:13

こんにちは。

＞，「熱電対の起電力は，２点の温度差ではなく，温度で決まる」
いいえ、２点の温度差で決定されます。
現在、基準接点を設けずにオシロスコープで見ているとのことですが、基準接点を設けて、基準接点ともう一点の電圧差を温度とするのに、基準点を設けないという事は、何を以ってその電圧を何℃しているのか？という事になりますので、正確な温度は測れないと考えられます。

熱電対にノイズが乗る原因としては、近くにモーターなどがある場合も考えられます。

参考URL：http://www.cqpub.co.jp/hanbai/PDF/34451/34451_2S …

この回答へのお礼

回答ありがとうございます．

電磁波などを遮断することも考えておりますが，機械が専門なので少々困っております．

熱を加えない．つまり何もしていない状態での起電力がゼロなので，そこからの起電力変化を見れば温度に換算出来ると，単純に考えておりました（以前に熱電対で温度測定を行っていた人にそう教えられ，そのままやっていました）．もう一度キチンとした測定方法を調べなおしてみます．

お礼日時：2005/07/20 13:40

No.3 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2005/07/19 14:22

熱電対は2種類の金属が張り合わされています．当然，少なくともどちらかは，オシロ等の端子の金属とは異種材料にならざるをえません．したがって，基準接点を使わなくても，配線上にいやでも異種金属接点が作られており，そことの電位差を測っている事になります．とうぜん，この接点での温度変化は測定起電力に影響するわけですし，ここが何であるかわからなければ JIS の表もへったくれもありません．

基準接点を使うときに熱電対をどのように配線するか，よく見てください．外部回路に接続する金属は同じになるように，熱電対同士の接続は同じ金属同士になるようにつなぎます．これによって，外部回路と熱電対の接点の電位差は，結局キャンセルされ，肝心の熱電対間の電位差が測定されるわけです．

氷水でノイズが乗るというのは，氷水自体がノイズに対するアンテナになっているのでしょう．熱電対に薄くシリコーンシーラントを塗って水と絶縁し，さらに容器の中の水を接地するといいかもしれません (まずはどちらかだけでも)．

この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます．異種金属を介しても温度差がなければ熱起電力は生じないのですよね．（そんなに単純でもないのでしょうか？）

最後の２行．特に参考にさせて頂きます．回答ありがとうございました．

お礼日時：2005/07/20 13:34

No.4 ベストアンサー 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2005/07/20 22:47

>異種金属を介しても温度差がなければ熱起電力は生じないのですよね．

仕事関数の異なる，すなわち異種の金属が接触するときに，金属間に電位差が発生するのです．この電位差が温度の関数になるのを利用するのが熱電対です．

金属 A と B で熱電対を作り，それを銅でできた端子につなぐと，金属/金属接点は3ヶ所できます．銅1/A 間，A/B 間，B/銅2 間です．それぞれが有限の電位差を発生させ，どの電位差もその接点の温度の関数になります．ですからもちろん A/B の温度を変えれば銅1と銅2の間の電位(これが電圧計なりオシロなりで測定される)は変わります．ここで，銅1/A 接点と B/銅2接点の温度は同じとみなしてもいいでしょうが，一定ではありません．当然この2接点の電位差は同じではありません．接点の電位差の温度依存性は金属の組み合わせによりますから，A/B 接点の温度だけでなく，端子接続点の温度によっても測定電位差は影響を受けてしまいます．

一番単純な冷接点補償は，A/B の熱電対を2個使います．そして銅1/A-A/B-B/A-A/銅2 というように接続します．銅1/A と A/銅2 の2接点は，基本的に同温度のはずですから，どんな温度であっても電位差は同じ大きさで符号が逆になります．つまりこの端子接点の温度がどうであっても全体の測定電位差には効いてきません．A/B，B/A が実際の熱電対ですが，どちらかの温度が固定されていれば，もう片方の温度で全体の起電力が決まります．

この回答へのお礼

非常に丁寧な回答ありがとうございます．

何度も読み返しました．大変参考になりました．ありがとうございました．

お礼日時：2005/09/12 08:22