K型熱電対の起電力からの温度換算

質問

お世話になります。
K型熱電対に関して調べています。
冷接点補償のICを使ってA/Dで電圧を取り込んで、
電圧から温度を計算しようと思っています。
そこで分からない事があります。
１、起電力からの温度換算の計算式はどのようなものなのでしょうか？
２、0.1℃単位の起電力-温度テーブルのデータはありますでしょうか？
３、近似式があったと思うのですが、どの程度の精度になるでしょうか？
以上の事を教えて頂けますでしょうか？

回答No.4

hitokotonusi · ベストアンサー

＞（これに意味があるかは別として）

正直意味がわかりませんけれども、単に表中の値の中間の起電力であったときに温度に直したいということであれば、単純に二点間を直線で近似すればいいのでは？より凝るなら、まわりの数点を使って多項式補間で内挿する。

添付の図は10度刻みの基準熱起電力表を使って、0～100℃の範囲での直線近似式による温度と起電力表の温度値との差を起電力に対してグラフ化したものです。

横軸：熱起電力
縦軸：　(熱起電力表の温度)－(直線近似の温度)
曲線：Bスプライン

補足

0.1℃の熱起電力表の有無に関しては
・単純にあるかどうかの興味
・測定電圧からの計算値の誤差を説明する際に0.1℃と言える
　(ない場合、最大の誤差を調べる方法が良く分からない)
って意味がありました。
どちらにしても1℃の起電力表から線形補完の形なので、
重要な問題ではなかったです。

回答No.5

hitokotonusi

>縦軸：　(熱起電力表の温度)－(直線近似の温度)

すいません。逆です。

縦軸：　(直線近似の温度)ー(熱起電力表の温度)

回答No.3

hitokotonusi

JISで規定されている熱電対の許容差は次のようになっています。
http://www.anritsu-meter.co.jp/tec/jis/jis_3.htm

K熱電対では-40℃～+375℃の範囲で±1.5℃なので、
市販の熱電対はこの範囲で出力は一本一本違っているはずです。
したがって、0.1℃の精度を熱電対に求めようとすると、
より高精度の測温抵抗体などを使って一本一本校正して使って
いくしかないと思われます。

実際にやったことはないので、読みかじりの知識ですが。

補足

お世話になります。

0.1℃の絶対精度が必要というわけではなく、
±1.5℃の誤差があってもいいので、
計測された電圧から0.1℃単位で測定したいと思っています。
（これに意味があるかは別として）
相対精度に関しても±1.5℃の誤差があると話は変わってきますが。

回答No.2

otto0001otto

こんばんは。

僕の答えも、ちょっと早合点がありましたね。

１．先のリンクのAD595では温度に変換されているので、10mV/℃と
なり、変換は不要ですが、そうでない場合は起電力表から拾うしか
ありません。
２．JISでは１０℃きざみなので、その間は補完します。
３．近似式は見たことないですね。
エクセル等で近似式を求められると思いますが、誤差は
近似式の次元や温度範囲によって異なるでしょう。

先のリンクで、端子台温度を測る方式では、熱起電力はあくまでも
温接点と端子台の温度差発生し、またその感度は端子台温度によって
変わってきますので、近似式ではさらに誤差が広がるでしょう。

と、また早合点な回答かもしれません。

補足

早速の回答ありがとうございます。

実はICはAD597を使う予定なので近いICなのですが、
これは熱電対をリニアにするICではなくてアンプだと思うのですが
僕の勘違いでしょうか？
10mV/℃は出力電圧ではなくて補償用の励起電圧だと思います。
出力電圧は　(熱電対電圧+11uV)×247.3になっていて、
載っているテーブルでも10mV/℃にはなっていないと思います。

後、
http://www.mtt.co.jp/keisoutop/gijutu/pdf/netuden_k.pdf
を見ると、JISでは10℃毎ではないと思います。
JIS C 1604を見れないのでどういった間隔で規定されているかは分かりません。
どこかネットで見れればいいのですが・・・

近似式はやはり自分で作るしかないですか・・・
これは諦めます。

回答No.1

otto0001otto

こんにちは。

熱電対の冷接点保障ICといってもいろいろな方式が
あるので、データシートで確認してください。
http://japan.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/4026
http://www.analog.com/jp/sensors/digital-temperature-sensors/ad595/products/product.html

A1.起電力表はJISで決められていますので、確認してください。
A2.起電力表は０．００１ｍV単位になっているので、０．１℃まで
求められます。
A3.起電力表は規格ですからそれが基準になります。
しかし、素線の精度と測定の過程で誤差を含みますから
０．１℃の精度は求められません。

補足

説明不足ですいません。
冷接点補償のICから実際の熱電対の出力電圧を求める事ができた仮定で
そこから温度を求める時の話です。

１は換算テーブルなしで計算するとしたら
どのような計算式になるのか知っておきたかったのです。

２はJIS規定の換算テーブルの存在は知っているのですが、
1℃毎のものしか見つかりませんでした。
0.001mV単位であれば0.1℃まで求められますね。
ただ、ネット上で見つかったものは1℃毎なのですが、
0.1℃を求められる表はネット上にありますでしょうか？

３はあくまでテーブルを使わない近似式での精度の話です。
何かの書籍で読んだ事があります。
色々な近似式があると思うのですが、その精度を知りたかったのです。