熱電対延長ケーブル・温度センサ延長ケーブル

熱電対導線とは？

熱電対用導線は、熱電対で発生した微小な熱起電力を、温度表示器、記録計、データロガーなどへ伝える温度計測用の導線です。異なる金属や合金の組み合わせで生じるゼーベック効果を利用し、測温接点と基準接点の温度差に応じた電圧信号を維持します。一般的な銅線とは導体材料が異なるため、接続する熱電対の種類に合った材質と極性を選ぶ必要があります。製造設備、恒温槽、加熱炉、研究装置、自動車試験など、幅広い場面で温度の監視や制御に用いられます。

熱電対導線の仕組み

熱電対は、性質の異なる２本の金属導体を接合した測温接点で、温度差に応じた熱起電力を発生させます。熱電対用導線は、熱電対の導体と同じ材料、または規定された近似の熱電特性を持つ材料で計測回路を延長し、接続部で不要な起電力が生じるのを抑えながら信号を測定器まで伝えます。熱電対用延長導線には、原則として対応する熱電対と同系統の合金が使われます。一方、熱電対用補償導線には、所定の温度範囲で同等の熱起電力特性を示す代替合金が使われます。

熱電対導線と測温抵抗体延長ケーブルの違い

熱電対用導線は、熱電対が発生する電圧信号を保つため、K、T、Jなどのタイプごとに指定された導体材料を使用します。異なるタイプの導線や一般的な銅線を途中に接続すると、新たな異種金属接点が生じ、測定誤差につながります。

測温抵抗体延長ケーブルは、Pt100などの素子で生じる抵抗値の変化を測定器へ伝えるケーブルです。一般に銅導体を使用し、2線式、3線式、4線式などの配線方式によって導体抵抗を補正します。選定時は、熱電対用では熱電対タイプと補償特性、測温抵抗体用では素子の種類と配線方式を優先して確認します。

熱電対導線の種類

熱電対用導線は、接続する熱電対の種類と使用温度域に合わせて選びます。

• K熱電対用導線：クロメル系合金とアルメル系合金を組み合わせた汎用性の高いタイプで、設備、炉、排気系、試験装置など、幅広い温度計測に使われます。
• T熱電対用導線：銅とコンスタンタン系合金を組み合わせ、低温域での安定性が求められる冷凍設備、食品設備、実験装置などに適しています。
• J熱電対用導線：鉄とコンスタンタン系合金を使用し、中温域の装置、成形機、加熱設備などで広く利用されます。
• E熱電対用導線：ニッケルクロム系合金とコンスタンタン系合金を組み合わせたタイプです。比較的大きな熱起電力が得られるため、微小な温度変化を捉えたい用途に使われます。
• N熱電対用導線：ニッケル系合金を組み合わせ、高温域での安定性や耐酸化性を重視する炉、熱処理、長時間測定などに用いられます。
• R・S熱電対用補償導線：白金系熱電対の信号を延長するための導線です。測定器側の比較的低温な区間で使用し、対応タイプと補償温度範囲を確認して選定します。

熱電対導線の選び方

熱電対用導線を選ぶ際は、計測回路との適合性と設置環境を順に確認します。

• 熱電対タイプ：K、T、J、E、N、R・Sなど、接続する熱電対に指定された同じタイプの導線を選びます。コネクタ、端子台、測定器の入力設定も同じタイプに統一します。
• 導線の区分：熱電対線、熱電対用延長導線、熱電対用補償導線、完成品の延長リード、コネクタ付きケーブルなどから、用途と接続区間に合うものを選びます。
• 絶縁材：PVC、シリコーン、PFA・PTFE、ガラス繊維、セラミック繊維などがあります。周囲温度、耐薬品性、柔軟性、難燃性、摩耗条件を比較して選定します。
• ケーブル構造：単線、より線、平行線、ツイストペア、シールド付き、金属編組保護などから、可動性、ノイズ、配線スペース、機械的保護の必要性に応じて選びます。
• 仕様と購入条件：導体径、線心数、許容差クラス、使用温度、長さ、規格への適合を確認します。メーカーごとの販売単位、在庫、通販での納期、価格も比較すると、必要数量や保守計画に合う製品を絞り込みやすくなります。

熱電対導線のメーカー

熱電対用導線は、温度センサ専業メーカーや計測機器メーカーなど、複数のブランドから販売されています。

• RS PRO：K、T、Jなどに対応する熱電対用ケーブルを扱い、絶縁材、シールド、長さ、導体構造が異なる製品を展開しています。
• Prosensor：熱電対、測温抵抗体、温度プローブとともに、複数タイプの熱電対用導線や延長リードを提供する温度計測製品ブランドです。
• Jumo：工業用の温度センサ、調節計、トランスミッタを手掛け、熱電対用延長ケーブルや関連アクセサリも扱う計測・制御機器メーカーです。
• Electrotherm：工業用熱電対や温度センサを中心に、温度計測回路で使われる関連部品を提供するメーカーです。
• Reckmannl：熱電対、測温抵抗体、シース形温度センサ、補償・延長ケーブルなどを扱う温度計測機器メーカーです。
• Keysight Technologies：電子計測器を中心に展開し、データ収集装置や温度測定用途に対応する熱電対用延長ケーブル、熱電対キットなどを提供しています。