熱の実験室-新館
第40回 熱電対の直列接続
5ブロックの実験メンバーが交代で担当します
実験実施: 2016年12月、 実験担当: 第1ブロック
まずは、2本直列接続で実験しました。
○使用したもの
- Kタイプ熱電対(被覆熱電対、シース熱電対)
- ホットプレート(ホットプレートDEMO 型番:HHP3135)
- ビーカーと氷水
- データロガー
○実験の方法
上図の様に接続しました。
低温側測温接点aを氷水の入ったビーカー、高温側測温接点bをホットプレート表面に取り付けました。そして、2本の熱電対を極性がプラス-マイナスが交互になるように直列につなぎ、データロガーと接続しました。この時のデータロガーの表示温度を記録します。低温側測温接点a、高温側測温接点bおよび基準接点(冷接点)cをそれぞれ別の熱電対を使用して温度を記録しました。
また、同じ接続条件で高温側測温接点bの温度を変化させて実験を行いました。
以下の接続条件で実験を行います。
○結果
測定温度は表2.のようになりました。
表2.測定結果(熱電対2本直列接続)
接続条件 |
測定温度 [℃] |
データロガー
表示温度f [℃] |
熱起電力から
算出した表示温度g [℃] |
f - g 差
[℃] |
a |
b |
c |
d |
(1) |
0.55 |
49.85 |
24.55 |
24.55 |
28.65 |
26.39 |
2.26 |
(2) |
0.30 |
94.10 |
24.40 |
24.40 |
74.10 |
70.88 |
3.22 |

基準接点cの温度は、近傍の雰囲気温度dを測定し、便宜上、基準接点cと雰囲気dの温度は同じとしました。
接続条件(1)について熱起電力から表示温度を算出する。
まず、測定温度a、b、c、dについてそれぞれ熱起電力に変換します。
a … 21.70 [μV]
b … 2017 [μV]
c、d … 982 [μV]
各回路の熱起電力を求めると、
E1 = a - c = 21.70 - 982 = -960.3 [μV]
E2 = b - c = 2017 - 982 = 1035[μV]
これより、
熱起電力E = E1 + E2 = (-960.3) + 1035 = 74.7 [μV]
これに基準接点温度分の熱起電力を嵩上げすると、
74.7 + 982 = 1056.7 [μV]
この結果、熱起電力から算出した表示温度は26.39 [℃]となりました。
接続条件(2)についても同様に算出しました。
測定結果について、測定温度を熱起電力に換算するだけではなく、測定温度を加算減算して表示温度を求めてみました。
表3.計算結果(熱電対2本直列接続)
接続条件 |
データロガー
表示温度f [℃] |
測定温度から
算出した表示温度h [℃] |
f - h 差[℃] |
(1) |
28.65 |
25.85 |
2.80 |
(2) |
74.10 |
70.00 |
4.10 |
接続条件(1)についての計算方法は以下の通りです。
a - c = 0.55 - 24.55 = -24.00 [℃] … (A)
b - c = 49.85 - 24.55 = 25.30 [℃] … (B)
(A) + (B) + c = (-24.00) + 25.30 + 24.55 = 25.85 [℃]
接続条件(2) についても同様に算出しました。