熱電対とサーミスタ

温度を検出し測定するための機器として、熱電対とサーミスタがある。熱電対は、主に電圧計や陰極線オシロスコープに接続される温度測定器として使用されます。サーミスタは、温度によって抵抗値が変化する単一回路素子である。この2つの部品は、システムの温度を測定し調整する際に重要な役割を果たします。熱電対やサーミスタは、物理学や計測学の分野で幅広い用途に使用されています。この分野で活躍するためには、熱電対やサーミスタを正しく理解することが不可欠です。今回は、熱電対とサーミスタとは何か、その用途、熱電対とサーミスタの動作原理、類似点、そして最後に熱電対とサーミスタの違いについて説明します。

熱電対

熱電対は、温度計測において最も重要な機器の一つである。熱電対は2種類の金属を接合したものである。この接合部に熱が加わると、接合部に電圧が発生する。この電圧はジャンクションを通して測定される。熱電対の改良型は、別の金属線の間に別の金属を挟んで製作される。これにより、2つの接続が生成されます。一方の関節を基準温度（例えば、氷に接した水）に保持する（基準温度0℃）。この熱電対の変化により、基準温度とある温度との温度差を直接測定することができる。熱電対は測定点での熱の吸収がほとんどないため、他の測定方法に比べて感度は比較的低いが、測定範囲が非常に広いのが特徴である。熱電対の仕組みはゼーバック効果による。

サーミスタ

サーミスタは、抵抗器の一種です。サーミスタの語源は、"thermal"（熱）と "resistive"（抵抗）である。サーミスタは、デバイスの動作温度によって抵抗値が変化する。サーミスタには、基本的に2つのタイプがある。PTC（Positive Temperature Coefficient）サーミスターは、温度が上がると内部抵抗が増加する。NTC（Negative Temperature Coefficient）サーミスタは、温度が上がると内部抵抗が減少する。

PTCサーミスタは、ヒューズや温度制御システムなどに広く使用されています。サーミスタは通常、-90℃から130℃の温度範囲で動作させることができます。サーミスタに使用される材料は、サーミスタに適した耐熱性を持つポリマーやセラミックスである。 NTCサーミスタは、一般に低温測定システムなど、より低い温度閾値を維持する必要があるシステムで使用されている。

• 熱電対は温度勾配に対応した電圧を、サーミスタは温度に対応した抵抗を発生させる。

• サーミスタは測定器として外部電圧を必要とするが、熱電対は出力電圧を測定するための測定器（ボルトメーターなど）さえあればよい。

• サーミスタは精度が高いが、レンジが非常に小さい。