熱電対の基礎知識｜
熱電対の種類と選び方
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熱電対を構成しているのは、2種類の金属導体です。ここで使用する金属の種類によって熱電対の種類は分かれており、熱電対を使用する測定温度の範囲に合わせて適切なものを選びます。
こちらでは、東海エリアを中心に全国対応で熱電対の製作や修理、買取に対応する「西林電機製作所」が、熱電対の種類や選び方についてご案内します。
熱電対の種類と選び方
JIS規格熱電対の種類と使用温度
ほとんどの場合にB、R、Kにて対応可能です。
ただし、炉の雰囲気が特殊な場合は、その雰囲気にあわせて他の種類を使用します。
炉や窯の雰囲気にあわせて選定することが重要です。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 熱電対の種類 | 使用温度範囲（℃） | 過熱使用限度（℃） | 特徴 |
|---|---|---|---|
| B | 0～1500 | 1700 | JIS規格の熱電対の中でもっとも使用温度が高い。 |
| R | 0～1400 | 1600 | 精度が高くバラツキ・劣化が少ないので、標準熱電対として利用される。 |
| S | 0～1400 | 1600 | R熱電対と同様の特徴を持つ。 違いはロジウムの含有量。 |
| N | -200～1200 | 1250 | 低温から高温まで、広範囲で安定した熱起電力。 |
| K | -200～1000 | 1200 | 熱起電力の直線性に優れ、工業用として多く利用される。 |
| E | -200～700 | 800 | JIS規格の熱電対の中でもっとも高い熱起電力特性を持つ。 |
| J | 0～600 | 750 | E熱電対に次ぐ高い熱起電力特性を持ち、工業用として中温域で使用される。 |
| T | -200～300 | 350 |
電気抵抗が小さく、熱起電力が安定しているため、低温での精密測定に利用される。 |
各熱電対の特徴および許容
B熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 1000℃以上の測定に適している | 600℃以下の測定には熱起電力が小さいため向かない |
| 常温の場合、熱起電力が微小であるため、補償導線がいらない | 低感度である |
| 耐酸化、耐薬品性に優れる | 熱起電力の直線性に劣る |
| 還元性雰囲気であってもRと比較して10～20倍の寿命になる | コストが高い |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～1500℃ | 1700℃ |
| ロジウム30%を含む白金ロジウム合金 | ロジウム6%を含む白金ロジウム合金 | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | - | - | 0.5級 |
| 温度範囲（℃） | - | - | 600～800 |
| 許容差（℃） | - | - | ±4.0 |
| 温度範囲（℃） | - | 600～1700 | 800～1700 |
| 許容差（℃） | - | ±0.0025・｜t｜ | ±0.0051｜t｜ |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
R熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 精度に優れバラツキや劣化が少ない | 低感度である |
| 耐酸化、耐薬品性に優れる | 還元性雰囲気、金属蒸気に対して弱い |
| 標準用として使用できる | コストが高い |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～1400℃ | 1600℃ |
| ロジウム13%を含む白金ロジウム合金 | 白金 | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | - | 0.25級 | - |
| 温度範囲（℃） | 0 ～1100 | 0 ～600 | - |
| 許容差（℃） | ±1℃ | ±1.5℃ | - |
| 温度範囲（℃） | - | 600～1600 | - |
| 許容差（℃） | - | ±0.0025・｜t｜ | - |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
S熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 精度に優れバラツキや劣化が少ない | 低感度である |
| 耐酸化、耐薬品性に優れる | 還元性雰囲気、金属蒸気に対して弱い |
| 標準用として使用できる | コストが高い |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～1400℃ | 1600℃ |
| ロジウム10%を含む白金ロジウム合金 | 白金 | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | - | 0.25級 | - |
| 温度範囲（℃） | 0 ～1100 | 0 ～600 | - |
| 許容差（℃） | ±1℃ | ±1.5℃ | - |
| 温度範囲（℃） | - | 600～1600 | - |
| 許容差（℃） | - | ±0.0025・｜t｜ | - |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
N熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| K熱電対と比較し、1000～1200℃での耐酸化性に優れる。 また、ショートレンジオーダリングが改善されている。 |
電気抵抗が大きい |
| 600℃以下の直線性に劣る |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | -200℃～1200℃ | 1250℃ |
| ニッケル、クロムおよびシリコンを主とした合金（ナイクロシル） | ニッケルおよびシリコンを主とした合金（ナイシル） | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | - | - | - |
| 温度範囲（℃） | -40 ～375 | -40 ～333 | -167～-40 |
| 許容差（℃） | ±1.5℃ | ±2.5℃ | ±2.5℃ |
| 温度範囲（℃） | 375～1100 | 333～1200 | -200～-167 |
| 許容差（℃） | ±0.004・｜t｜ | ±0.0075・｜t｜ | ±0.015・｜t｜ |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
K熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 熱起電力の直線性に優れている | 還元性雰囲気に適さない |
| 耐酸化性に優れている | ショートレンジオーダリングであるため、350～550℃での使用は短時間で起電力が大きく変化してしまう |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | -200℃～1000℃ | 1200℃ |
| ニッケルおよびクロムを主とした合金（クロメル） | ニッケルを主とした合金（アルメル） | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | 0.4級 | 0.75級 | 1.5級 |
| 温度範囲（℃） | -40 ～375 | -40～333 | -167～40 |
| 許容差（℃） | ±1.5℃ | ±2.5℃ | ±2.5℃ |
| 温度範囲（℃） | 375～1100 | 333～1200 | -200～-167 |
| 許容差（℃） | ±0.004・｜t｜ | ±0.0075・｜t｜ | ±0.015・｜t｜ |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
E熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 熱起電力が大きい | 還元性雰囲気に適さない |
| J熱電対と比較し、耐蝕性に優れる | 電気抵抗が大きい |
| 両脚が非磁性である | |
| 熱伝導が小さい |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | -200℃～700℃ | 800℃ |
| ニッケルおよびクロムを主とした合金（クロメル） | 銅およびニッケルを主とした合金（コンスタンタン） | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | 0.4級 | 0.75級 | 1.5級 |
| 温度範囲（℃） | -40 ～375 | -40 ～333 | -167～40 |
| 許容差（℃） | ±1.5℃ | ±2.5℃ | ±2.5℃ |
| 温度範囲（℃） | 375～800 | 333～900 | -200～-167 |
| 許容差（℃） | ±0.004・｜t｜ | ±0.0075・｜t｜ | ±0.015・｜t｜ |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
J熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| コストが安い | +脚の鉄が錆びやすい |
| 還元性雰囲気で使用できる | 特性のバラツキが大きい |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～600℃ | 750℃ |
| 鉄 | 銅およびニッケルを主とした合金（コンスタンタン） | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | 0.4級 | 0.75級 | - |
| 温度範囲（℃） | -40 ～375 | -40～333 | - |
| 許容差（℃） | ±1.5℃ | ±2.5℃ | - |
| 温度範囲（℃） | 375～750 | 333～750 | - |
| 許容差（℃） | ±0.004・｜t｜ | ±0.0075・｜t｜ | - |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
T熱電対
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| メリット | デメリット |
|---|---|
| 熱起電力の直線性に優れる | +脚の鉄が錆びやすい |
| 品質のバラツキが少ない | 熱伝導が大きい |
| 還元性雰囲気で使用ができる |
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | -200℃～300℃ | 350℃ |
| 銅 | 銅およびニッケルを主とした合金（コンスタンタン） | ||
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| クラス1 | クラス2 | クラス3 | |
|---|---|---|---|
| 旧階級 | 0.4級 | 0.75級 | 1.5級 |
| 温度範囲（℃） | -40 ～125 | -40～133 | -67 ～40 |
| 許容差（℃） | ±0.5℃ | ±1℃ | ±1℃ |
| 温度範囲（℃） | 125～350 | 133～350 | -200～-67 |
| 許容差（℃） | ±0.004・｜t｜ | ±0.0075・｜t｜ | ±0.015・｜t｜ |
※温度範囲はすべて以上、未満の値です
JIS規格外の熱電対
金鉄・クロメル（AF）
極低温測定にもっとも適した熱電対です。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | -269℃～30℃ | - |
| ニッケルおよびクロムを主とした合金（クロメル） | 鉄0.07%を含む金鉄合金 | ||
イリジウム・ロジウム
真空・不活性ガスおよび、やや酸化雰囲気に適した熱電対です。
なお、イリジウムの蒸発による汚染や、耐久性が低いといったデメリットがあります。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 1100℃～2000℃ | 2100℃ |
| ロジウム50%を含むイリジウム・ロジウム合金 | イリジウム | ||
タングステン・レニウム
還元雰囲気、不活性ガス、水素気体に適した熱電対です。
耐久性が低いというデメリットがあります。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～2400℃ | 3000℃ |
| レニウム5%を含むタングステン・レニウム合金 | レニウム26%を含むタングステン・レニウム合金 | ||
ニッケル・モリブデン
還元雰囲気中で使用ができ、熱起電力が大きいという特徴を持つ熱電対です。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～1200℃ | 1250℃ |
| モリブデン18%を含むニッケル・モリブデン合金 | ニッケル | ||
プラチネル
耐摩耗性に優れ、K熱電対とほぼ同じ熱起電力を持つ熱電対です。
※表は左右にスクロールして確認することができます。
| 構成素材 | 使用温度範囲 | 過熱使用限度 | |
|---|---|---|---|
| +脚 | -脚 | 0℃～1100℃ | 1300℃ |
| パラジウム、白金および金を主とした合金 | 金およびパラジウムを主とした合金 | ||
環境性と応答性で選ぶなら
「シース型」
熱電対の金属線は、酸化などによる劣化を防ぐために外気から遮断されているのが一般的です。この外気からの遮断方法として無機絶縁物を充填することで加工したタイプの熱電対を「シース型熱電対」と呼びます。
シース型熱電対は、金属線を加工することによって高い強度や耐衝撃性を実現しており、幅広い用途で使用することができます。耐食性や耐圧性にも優れているため、実用化されてから使用実績が伸びてきている、人気の熱電対です。
シース型熱電対の種類
シース型熱電対には、用途や使用する場所に応じて3種類のタイプがあります。それぞれ、強度や応答性に差が出てきます。
| 接地型 | 熱電対の金属線をシースの先端部に溶接したタイプのシース熱電対です。高い応答性を持っています。 |
|---|---|
| 非接地型 | 熱電対の金属線はシース部と絶縁した状態のシース熱電対です。接地型のような応答性はありませんが、強度が高く長時間使用できます。 |
| 露出型 | 熱電対の金属線をシースから露出させたタイプのシース熱電対です。わずかな温度変化でも即座に反応する応答性の高さが特徴ですが、強度は低いため基本的には使い捨てになります。 |
西林電機製作所では、お客様のご要望やお悩みに合わせた熱電対のご提案が可能です。使用している炉や窯によってはオーダーメイドの熱電対の製作も行いますので、まずはお気軽にご相談ください。また、熱電対の工事をはじめ、監視システム設計や制御盤もトータルで対応可能です。
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