ここのところ,頻繁に質問をさせて頂いているtomozo76です.
どなたかサーミスタ式温度計の使用経験のある方はいらっしゃいますか?
通風式乾湿球温度計の乾球温度と,複数のサーミスタ式温度計で計測した温度の相関図を作ってみました.
すると,乾球温度とサーミスタによる温度は気温上昇時と気温下降時で異なる気温差を示します.相関図で見ると,ループを描きました.これはなぜなのでしょうか?
必然的なことなのでしょうか?
それともサーミスタ式温度計に何らかの原因があると考えるべきなのでしょうか?
詳しい方がいらしたらお願いします.

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

siegmund です.


tomozo76 さんお気づきの通り,
前の回答で「槽」を「層」と変換ミスしてしまいました.

恒温槽は文字通り温度を一定に保つ装置です.
値段ですか?
性能と大きさで千差万別でしょう.
学生実験に使うような物でしたら,
10万以下でありますかね
(全く自信なし,今手元にそういうカタログがないもんで).
ネット検索で「恒温槽」を調べてみてください
(結構たくさんでてきました).

さて,手作りですか.
何も作らないで済むのが,氷水と沸騰水です.
温度は2点しかとれませんが.
水銀温度計(?)もサーミスター温度計も
通常は水に直接浸しても大丈夫です
(一応説明書など見てください).
氷点はかなり安定がよく,熱電対の参照点に使われています.
沸騰水は多少不安がありますが(あまり自信なし),
沸騰石を入れて突沸を押さえた方が良さそうです.
沸騰水に水銀(?)温度計を入れる前に,
温度計の目盛りが 100゜C 以上まであることを確認してくださいね.
これで,応答速度の見当はつきそうです.

ついでに,温度計の指示温度が時間と共にどのように変わるか,
考えてみます.
温度θ0 にあった温度計を急に高温度のθ1 のところに入れたとします.
微小時間 dt の間に温度計に流入する微小熱量は dq は,
今現在の温度計の温度θ(t) と周囲の温度θ1 との差に
比例すると考えてよいでしょう(熱伝導の法則です).
つまり,比例係数を a として
(a は熱伝達率や温度計の表面積などで決まる),
dq = a{θ1 - θ(t)} dt
です.
温度計の熱容量を C としますと,
dq の熱で dθ(t) = dq/C だけ温度が変化します.
すなわち,
dθ(t) = -{θ(t) - θ1} (dt/τ)
になります.
τ = C/a は時間の次元をもった量で,温度計の時定数と言われます.
上の微分方程式を初期条件 t=0 でθ(t) = θ0 で解くと,
θ(t) - θ1 = (θ0 - θ1) exp(-t/τ)
になります.
時定数のτが小さいほど,追随性がいいわけです.
上の解の常用対数をとりますと
log {θ(t) - θ1} = - log(e) t/τ + log (θ0 - θ1)
になりますから(e = 2.7182... は自然対数の底),
片対数方眼紙にプロットすれば直線になり,
直線の傾きから時定数τがわかります.

つまり,沸騰水なり氷水なりに温度計を突っ込んで,
経過時間と温度計の指示のデータから時定数がわかります.
実際にやって片対数プロットしても
なかなか直線にはならないと思いますが
(特に温度差が大きい初めのうちは),
時定数の見当はつくでしょう.

恒温槽に限らず,温度を一定に保つ装置というのは,
要するに温度測定とヒーターのオンオフの組み合わせです
(ただし,室温より上の温度).
原理は,サーミスター温度計の出力を見て,
現在の温度が目標値より低ければヒーターをオン,
高ければオフにするわけです.
全体の熱容量やヒーターの性能,
温度コントロールプログラム
(単にオンオフでなく,ヒーターへの出力を変化させる)
などで,性能が決まりますね.
簡単に作るなら,マントルヒーターなど使えそうです.
マントルヒーターは,ガラス繊維の布でできた袋状の物で
内部に電熱線が入っています.
局所的加熱をしないので,温度安定性がよいようです.

家庭用の風呂で,浴槽のお湯の温度が下がってくると
ガスに点火して湯温を上げる,という風になっているのがありますが
同じ理屈です.
ただし,風呂に入ってみると温度のゆれはだいぶあるようで
恒温槽にはほど遠いようです.
熱帯魚を飼う水槽にも同じような物があるようです.

最後は少し脱線しました.
    • good
    • 0

ははあ、これでしょうか、偏差があるっての。


siegmundさんのご指摘の通り、温度計の応答が急な温度変化について行ってないんですね。原因の究明と対策はもちろんやってもらうとして、stomachmanはデータ処理の方を検討してみましょう。
 温度計自体の熱容量の問題だとすれば、時刻tにおける応答が遅いほうの測定値をy(t)、速いほうをx(t)とすると、微分方程式で書けば
(1) dy/dt = (K x - y)/T
あるいはこれを解いて
(2) y(t) = (K/T)(Integral{s=-∞,0} x(s+t) exp[s/T] ds)
というモデルが当て嵌まりそうです。(K,Tは定数。Integral{s=-∞,t}は下限-∞から上限0までの積分ですが、もちろんホントに-∞まで計算しなくたって良いんです。)
まともに(2)を扱うと非線形ですけれども、(1)の両辺をそれぞれtで積分し、移項すると
Integral{s=-∞,t}y(t)dt = K Integral{s=-∞,t}x(t)dt -T y(t) +C
となりますから、
Y(t) = Integral{s=-∞,t}y(t)dt
X(t) = Integral{s=-∞,t}x(t)dt
とおけば
Y(t) = K X(t) -Ty(t) + C
という線形モデル。だからお得意の最小二乗法でK, T, Cが決められますよね。これを(2)に代入すれば、少なくともx(t)からy(t)を計算して、本当のy(t)の測定値と同程度の時間分解能に性能を揃える(時間分解能を落とす)ことができます。この計算は時間方向の平滑化を含むので、ランダム変動も抑制されますね。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

先日に引き続き,回答ありがとうございます.
数学は弱いのですが,なんとかやってみようと思います.
今後ともよろしくお願い致します.m(_ _)m

お礼日時:2001/01/08 20:33

物理屋の siegmund ですが,温度測定はプロじゃありません.


そのつもりでお読みください.

乾球温度計もサーミスター温度計もいわゆる接触型の温度計で,
感温部を測定対象と同じ温度にして測定しようとする物です.
したがって,正しい温度が示されるのは,
感温部と測定対象が熱平衡になっているときです.
実際の測定ではこれを満たすことはなかなか難しい.
熱伝導率や熱伝達率が悪かったり,
感温部の熱容量が大きかったりすれば
なかなか熱平衡になりません.
すなわち,温度を変化させたとき,
温度計は瞬時にそれについていくことはできず,
どうしても応答の遅れが生じます.
応答の遅れの具合は温度計によって異なります.
温度を上昇下降させたとき,相関図がループを描くというのは
乾球温度計とサーミスター温度計の応答遅れの差
によるのではないでしょうか?
直感的にはサーミスター温度計の方が応答が
速いように思えます(あまり自信がない).

恒温層が準備できるのであれば,
両方の温度計を長時間恒温層に入れて
指示温度の変化の様子を見るのが
チェックになります.
また,温度変化をもっと遅くしてみて,
ループが小さくなるようでしたら,
応答遅れが影響している可能性が大きいと思います.

もうひとつ,乾球温度計の感温部(いわゆる球の部分)と
棒の部分の温度差も測定誤差の要因です.
ふつうの棒状の温度計は,感温部から水銀柱の先端までが
同じ温度の時正しい温度を示すように作られています.
したがって,感温部が温度の高いところにあって,
目盛りのところが温度の低いところにあったりすると,
これも誤差の原因になります.

私がすぐに書けるのはこれくらいです.
温度の精密な測定はなかなか難しいです.
これ以上は温度測定のの専門書を参照していただくより
仕方がないと思います.

この回答への補足

丁寧な解説ありがとうございます.
恐れ入ります.
ちなみに,この恒温槽というのはなんとなくはイメージできますが,一体どんなものなんでしょうか?
高価なものなんでしょうか…?(変な質問ですが(^^ゞ)
なんとか手作りで温度調節可能な恒温槽の代わりになるようなものは作れないものでしょうか?
何かご存知でしたらお願いします.

補足日時:2001/01/08 20:26
    • good
    • 0

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qトランジスタの回路記号

 トランジスタの回路記号は、なぜ"Q"なのでしょうか。
 実は以前の質問にもあったのですが、あまりすっきりしません。
 ご存知の方、お願い致します。

Aベストアンサー

記号Qの四方山話;

 エレクトロニクスの初期;無線通信の受信にはコヒーラ管と共に「鉱石(Ore)の結晶(quartz) に針を立てた整流素子」が用いられ、回路記号として結晶のかしら文字 Q が使われた。結晶はクリスタル(crystal)とも言うが(これはギリシャ語の氷(krystallos)からで rock crystal で水晶のこと。)コヒーレントもキャパシタもコンデンサも頭文字がCゆえQの方が使われた。これが事の起こり。
 次世代の真空管は;主にバルブ(電球のbulb(球根)ではなくvalve(仕切扉、弁))、チューブ(tube管)と呼ばれ、記号は一般的にVが主流だったが、整流や検波の名残でQも継続使用されて生き続けた。
 トランジスタが誕生;発明当初のトランジスタは単結晶に針を立てた構造(点接触型)であったが、それは正に鉱石検波器の後継ぎそのものの姿であり祖先の記号 Q が当然のごとく使われていた。のちに公表され商品化されると共に記号Qも広まったが、工業界に於いては記号から部品名を連想しやすいようTrやTが主流になった。(トランス(transformer)もTやTrと書けるがトランジスタに一目置いてTsやTrfとも表すようだ。)しかし、無線の開祖マルコーニ直系のラジオ受信機メーカ(及びその後継の家電メーカ)では好んでQが使われ続けた。

 余談としてのFF出力記号Q;
改めて言うまでもなくフリップフロップ出力の記号Qもこの流れの下にある。フリップフロップの先祖は双安定マルチバイブレータ回路であり、その回路出力は「記号Qで書かれるトランジスタや真空管の出力」そのままである。こうして、クォーツに端を発した記号Qはフリップフロップ出力としても今に伝わっている。しかし整流機能の方は D:diodeと名を変えている。ところがダイオードはもともと二極真空管の名前であった。
 余談2;初期の論理回路は電磁リレーであって信号名は接点名が反映されている。そこでのフリップフロップはラッチングリレー、自己保持リレーであった。それが電子回路化に進んだ当初は、真空管はかさばるしトランジスタは高価であった。そこで抵抗やダイオード(半導体)などの受動素子で出来るだけ論理を組み続けて(当然信号が減衰するので)最後に真空管やトランジスタで振幅を回復させた。 初期のデジタル回路モジュールのRTLやDTL、次世代のTTLとその亜流がこの流儀だがフリップフロップ回路の発明はこれらよりもずっと昔である。論理ゲートが出来てから双安定回路が発明されたのではない。例えばトグルFF(二進カウンタ)もマルチバイブレータ回路の一バリエーションとしてあった機能である。

記号Qの四方山話;

 エレクトロニクスの初期;無線通信の受信にはコヒーラ管と共に「鉱石(Ore)の結晶(quartz) に針を立てた整流素子」が用いられ、回路記号として結晶のかしら文字 Q が使われた。結晶はクリスタル(crystal)とも言うが(これはギリシャ語の氷(krystallos)からで rock crystal で水晶のこと。)コヒーレントもキャパシタもコンデンサも頭文字がCゆえQの方が使われた。これが事の起こり。
 次世代の真空管は;主にバルブ(電球のbulb(球根)ではなくvalve(仕切扉、弁))、チューブ(tube管)と...続きを読む

Qアスマン式通風乾湿計

一つの温度計を用いてアスマン式通風乾湿計のように湿度を測ることはできないでしょうか。温湿度計を持っているのですが普通の温度計と温湿度計の温度が違うので湿度のほうは本当にあっているか確かめたいと思っています。方法ってありますか。

Aベストアンサー

最初に、温度計で温度を測ります(乾球温度)。次に、温度計の測温部にガーゼを薄く巻き、ガーゼの垂れた先端を水つぼに入れ、扇風機かなんかで十分な風速で風を吹き付けます。そのときの温度が湿球温度になります。

乾球温度と湿球温度から、湿度を算出することができます。(早見表を見るのが一番手っ取り早いです)

で、問題は、
> 普通の温度計と温湿度計の温度が違う

ということですね。これは、温度計の誤差のせいです。市販されている棒状の温度計は、最大1~2度の誤差があります。
誤差を嫌うのであれば、JIS1級の温度計を使用してください。

なお、市販されている、ダイヤルゲージで湿度を示すタイプの湿度計は、全く信用できません。多少の誤差があっても、温度計を2本使ったタイプのものがまだ正確です。

Qwordでコイルの回路記号を書く

wordでコイルの回路記号を書こうと思ってます。特に、螺旋のようにぐるぐるとなるように書く方法を教えて下さい。

Aベストアンサー

簡易型:
 花子をインストール
 ワード文書を開く。希望する場所で挿入-オブジェクト-花子文書を選ぶ。
 ツール-部品を選び,コイルで検索する。

 引っ張りコイル,気中遮断コイル,投入,継電気,インダクタ,トランス,いろいろなコイルが揃う。
  応用:気に入ったコイルを選び,部品を切り取り,
     拡大縮小変形傾斜をかける。

図形描画で行う場合:
これはワードも可能(多分)
 330度位の部分円(円弧?)を描く
 コピーして弧の端点が重なるように移動する(2個)。
 コピーして弧の端点が重なるように移動する(4個)。
   応用:花子なら,1図形化をかけておくと,
      1個の部品としていろいろ使える。


 いずれの場合も,合成をかけておくと後々便利。
 模式図ばかりでもありませんが,価格面でも
使いやすさでも,花子を導入なされた方が良いような・・・。

 ワー○の,オートコレクト,オートコンプリート等の
嵐で,折角作ったものが引っかき回されるのは  Sigh!

Q相関色温度からx,yを求めるには?

輝度計でx,yを求めて色度図から黒体軌跡上の相関色温度を求めるというのはわかりました。
では二点の相関色温度の値しかわからない状態(二点を結ぶ直線)でx,yを求めるにはどういう式を立てればいいのでしょうか?教えてください

Aベストアンサー

相関色温度、黒体軌跡からの偏差Δuvにかんしては
http://www.spstj.org/book/pdf/lecture/lec_2006.pdf
の記述が参考になるかと思います。

ある色をuv色度図上の点で示して
この点に一番近い黒体軌跡上の点を表すのが相関色温度
両者の距離(偏差)がΔuv
ということで、Δuvを出すには、uv色度図上にプロットする必要が出てきます。(もっとも、uv色度図にプロットできる(uvの値がわかっている)なら、相関色温度で表さなくても直接uv->xyの変換ができるかと思います。)

Q回路記号が分かりません。

添付の回路記号は何でしょうか?
PROGRAMMING PULSEとかかれた矢印が2つ重なった記号です。
スイッチでしょうか?

Aベストアンサー

補足説明ありがとうございました。
DS2502メモリのデータシートを見てみました。
このメモリはEPROMなんですね!
質問の回路図だけをみた限りではザッピングだろう…と判断しましたが、間違いでした。
図の左上の線にRX、左下の線にTX、右側の線にI/O(EPROM)と書いてあれば分かり易かった
ですね!早とちりで済みません…。
この場合のI/Oピンに印加する12Vパルスは、
ROMに書き込む(プログラムする)際にだけ使う高電圧パルスです。

QJPt100白金抵抗温度計の、温度から抵抗値を計算する式をご存じの方、

JPt100白金抵抗温度計の、温度から抵抗値を計算する式をご存じの方、教えて下さい。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

逆の質問でお答えした者です。
Pt100なら、ここ(http://www.mtt.co.jp/keisoutop/gijutu/)のJPt 100Ωの欄の「ダウンロード」をクリックすると、-200℃~500℃までの1℃きざみの温度に対する抵抗値の表が出ています。

お知りになりたいのは、温度から抵抗値でなく、抵抗値から温度を計算する方法ではないですか?だとしたら、前の質問(http://sanwa.okwave.jp/qa4532093.html)の回答2に書かれたプログラム中の C1, C2, C3 の値を、ここ(http://www.ni.com/pdf/manuals/322897a.pdf)の7ページの表2の3.916d のところの係数A, B, C の値にそれぞれ書き直せば、JPt100の抵抗値から温度を計算することができます。

Q見たことないダイオード 回路記号

壊れた電気製品を勉強の為見てみたのですが
基板上にパワーダイオードらしき物が実装されており、
その回路記号が、一般の縦棒に黒塗り三角ではなく
縦棒に半分黒塗りの三角でした。

これは何ダイオードの記号なのでしょうか
御存じの方教えて下さい。

ちなみに他の普通のダイオードやツェナーダイオードは
よく見る記号が書いてありました。

Aベストアンサー

正規のダイオード記号は、JISCのhpで
http://www.jisc.go.jp/
JIS検索を選び、「JIS規格番号からJISを検索」のところで、「C0617-5」と入れれば閲覧できます。
「JISC0617-5 電気用図記号 第5部:半導体及び電子管」のp.7に半導体ダイオードの図記号が載っています。

「縦棒に半分黒塗りの三角」は正規の記号では無く、メーカー独自の記号だから、その電気製品のサービス・マニュアルにどんなダイオードか載っているはずです。
知りたかったら、メーカーに問い合わせるのが一番でしょう。
見当を付けたかったら、どんなダイオードか調べて類似品がその記号になっているかどうかを見ます。

Q温度計・温度センサの分解能

こんにちは。光ファイバ温度センサやデジタル温度計の分解能と誤差が知りたいのですが、どなたか知っておられる方はいますでしょうか?
可能であれば、マッハ・ツェンダ型干渉計の温度分解能など知ることができましたら幸いです。

Aベストアンサー

ご参考まで↓

多分英語で検索するとすぐ見つかると思います。
英語がわからない場合は:http://trans.glova.jp/

参考URL:http://www.laser-measurement.com/fotl/

Qトランジスタの回路記号の矢印

トランジスタの回路記号の矢印は何を表しているのですか?
バイポーラトランジスタの場合はP型半導体→N型半導体の方向に矢印が出ているのかと思いましたが
MOSーFETではN→Pになっています。

こじつけの覚え方みたいなものでもいいので、なにか思いついた方がいれば教えて下さい。

Aベストアンサー

>バイポーラトランジスタの場合はP型半導体→N型半導体の方向に矢印が出ているのかと思いましたが
>MOSーFETではN→Pになっています。

回答>>バイポーラはそれで合ってます。

 FETはMOS-FETではなくジャンクションFETですね。MOSはドレイン-ソース間がN型半導体かP型半導体でゲートは酸化膜で絶縁されてて半導体は使用されてません。
 ジャンクションFETではドレイン-ソースがN型の場合(Nチャンネル)はゲートがP型になり矢印はゲートのP型からソースのN型の方向になります。
ドレインーソースがP型(Pチャンネル)の場合はソースのP型からゲートのN型の方向の矢印になります。

Q温度計と体温計

友人が風邪をひいたようなのですが、
体温計がないので、温度計を使えないかと笑っています。

ところで体温計はどうして銀色(水銀)なのに
温度計は赤い(アルコールでしたっけ)のでしょうか?

温度計は体温計の代わりになるのでしょうか?

(物理学の知識、あまりありません。よろしくお願いします。)

Aベストアンサー

>体温計はどうして銀色(水銀)なのに、温度計は赤い(アルコールでしたっけ)のでしょうか?
 ガラス棒状温度計でも水銀の方が多いです。
 水銀ならマイナス~400℃までカバーでき、汎用性が高い。
 高精度型ガラス棒状温度計は全て水銀であり、アルコール温度計は廉価品です。

>温度計は体温計の代わりになるのでしょうか?
 勿論なります。但し使い方に注意が必要ですが。
 普通の棒状温度計で体温を測ると、以下の難点が有ります。
 (1)体から離すと、指示が直ぐに下がる。
 そのため、測定している状態のまま指示を読み取る必要が有ります。
 (2)露出部補正が必要。
 測定部温度(体温)と目盛り部周囲温度(室温)が異なると、ガラスと水銀の体膨張率が異なるため、指示がずれます。厳密には、目盛り露出部の周囲温度を別の温度計で測定して補正しなければなりません。
 Classicな計算式では、補正値=-0.00016n(T-t)℃  n=露出部目盛り幅(℃)、T=体温(℃)、t=室温(℃) 指示値から補正値を減ずる。
 まあ、この補正値は微々たるものですが。

 水銀温度計でも二重管式のものは結構あります。
 この型の究極の高性能ガラス棒状温度計は、標準温度計ですね。

>体温計はどうして銀色(水銀)なのに、温度計は赤い(アルコールでしたっけ)のでしょうか?
 ガラス棒状温度計でも水銀の方が多いです。
 水銀ならマイナス~400℃までカバーでき、汎用性が高い。
 高精度型ガラス棒状温度計は全て水銀であり、アルコール温度計は廉価品です。

>温度計は体温計の代わりになるのでしょうか?
 勿論なります。但し使い方に注意が必要ですが。
 普通の棒状温度計で体温を測ると、以下の難点が有ります。
 (1)体から離すと、指示が直ぐに下がる。
 そのため、測...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報