| プログラムタイプの温度コントローラー (CHINO製) |
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かなり古い物だが、精度的には問題なし。
Ｋ型熱電対専用、元々の用途は、電気炉とか、環境試験機制御用に使われるものらしい。
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デジタル温度計 (YOKOGAWA製) |
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こいつもかなり古い物、製造は1992年らしい。
精度は温度コントローラよりも良いようです。
測定範囲-160℃〜1372℃、確度±0.3% of rdg +0.7℃(at 0〜±199.9℃)
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サーミスタ温度計 |
| 左： |
-50℃まで計測可能なステンレス保護管付きセンサの温度計 3,500円位、２次冷却水温の測定に使用中。
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| 中： |
-50℃まで計測可能、ゴマ粒大サーミスタセンサを使用したもの、センサは２個、２カ所を切り替えて測定。 つい最近まで、水枕とバッファーの温度測定に使用、3,500円位。
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| 右： |
-40℃まで計測可能、表示部の下にステンレス保護管付きセンサー、表示部を傾けるとスイッチが入る。 -25℃以下は精度は±１℃、結露防止循環温水の水温測定に使用、3,000円位
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サーミスタを使用したデータロガー |
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2CH入力で、各チャンネル8000データを記録できる優れ物。
ESPECは恒温槽メーカーのタバイのブランド名、タバイが売るだけあって精度は、そこそこのもの（T&D社のOEM製品？）
これは、勤務先からの借り物、-60℃用のオプションセンサを含めると、一組約３万円
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収集したデーターはRS232C経由でPCへ、専用のデータ処理ソフト付き。
表示内容は、昨年末に計測した水温データ
・水温14.3℃から、２次冷起動と同時にペルチェ通電、ＰＣ起動、21分後には、水温-21.8℃で、水枕温度-18.6℃、バッファー温度-60℃
・その後更に水温は下がり、-26.6℃で水枕-22.2℃、バッファー温度は計測限界の-60℃（水温-21.8℃時の水枕温度と、この時の温度差3.6℃から推定されるバッファー温度は-63.6℃）
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温度コントローラ |
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１０種類の熱電対が使用できます。１個3,000円で手に入れた中古品。
Ｔ型熱電対を接続、-50℃以下のバッファー温度測定と、水冷ヘッドに使用し、接点出力により、ペルチェ事故防止に使用の予定。
その下にあるのは、６００Ｗスイッチング電源。
ＶＲにより８〜１６Ｖ可変の１２Ｖ５３Ａ出力、ペルチェ６枚は余裕。
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温度コントローラ（その２） |
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オリジナルマインドさんに安く出ていたので、?000HIT辺りの記念品に、とりあえず多めにＧＥＴ!!
相当古いものではあるが、温度計としては十分使用可。
ただし、データシートや取説は無く、メーカもShinkoというだけで、中身は全く不明
Ｋ型熱電対を付けて調査し、次のことがわかった。
電源：ＡＣ１００Ｖ、制御温度範囲：０〜４００℃、出力：ＳＳＲ DC28V、ON/OFF加熱制御（設定温度より低い場合出力）、
警報出力は不明
温度表示：氷点下も可
ただし、氷点下補完はされていないようなので、-30℃以下は高めに表示する（秋月の温度計キットを0-100℃校正したのと同じ）
JIS C 1602 熱電対の氷点以上と氷点下の補完式の差から、表示温度に対する補正温度を求めてみた。
例：表示温度が-72℃なら、実温度は(-72)+（-9）=-81℃
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表示温度 |
補正温度 |
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-78〜-75℃ |
-10℃ |
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-74〜-71℃ |
-9℃ |
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-70〜-67℃ |
-8℃ |
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-66〜-62℃ |
-7℃ |
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-61〜-57℃ |
-6℃ |
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-56〜-51℃ |
-5℃ |
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-50〜-44℃ |
-4℃ |
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-43〜-36℃ |
-3℃ |
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-35〜-26℃ |
-2℃ |
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-25〜-12℃ |
-1℃ |
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-11〜0℃ |
-0℃ |
温度精度確認 |
低温域の温度表示が妥当なものか気になっていたので、ドライアイスの温度を測ってみた。
本来なら、エタノール＋ドライアイス（-72℃）でやるべきだが、横着してドライアイスに穴を穿って、熱電対を突っ込んでみた。
上から、ＯＭＲＯＮ Ｅ５ＣＸ ＋ Ｋ -81〜-78℃
ＯＭＲＯＮ Ｅ５ＣＸ ＋ Ｔ -81〜-78℃
ＳＨＩＮＫＯ ＭＣＳ ＋ Ｋ -72〜-70℃
CHINO ＪＰ ＋ Ｋ -80〜-77℃
ちなみに、ドライアイスの昇華温度は-78.5℃（理科年表）だから、
表面は-78.5℃としても、内部はそれよりも低いはず。
温度計YOKOGAWA 2455 ＋ Ｋ で計測した温度は-81〜-77℃
（ドライアイスとの接触の仕方で結構ばらつく）
ＳＨＩＮＫＯ ＭＣＳ以外は、ほぼ妥当な温度を表示しているようだ。
ＳＨＩＮＫＯ ＭＣＳもＬＬＬとか−−−とかにはならないので、上記の補正を加えれば問題なく使える。
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熱電対 |
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左：秋月で買ったＫ型熱電対
右：Ｔ型熱電対（素線）MAD LABのぐっち〜さんに頂きました。
秋葉原の坂口電熱あたりで手に入るようです。
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秋葉原坂口電熱で購入した、 線径0.2mmのＫ型熱電対（素線) 200〜250円/m 程度
右のリード線は、シリコンゴム被覆のコードヒータで外径約2.5mm、80ohm/mのもの
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シートカップル（Ｋ型熱電対）
ａｓｕｔａさんから頂いたもの。 絶縁フィルムの含めても、厚さは僅か0.2mm、素材は0.1mmの金属箔。
これだけ薄いと、レスポンスも抜群、いろいろ用途がありそう。 補償導線と組合せて使用する。 |
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熱電対の加工 |
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素線を捩っただけでも使用できますが、 熱電対らしくするため、次の加工を行いました。
線径は0.2mmと非常に細いので、素線に傷を付けないようにテフロン被覆を 剥がします。
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被覆を剥がした素線を１〜２回捩ります。
捩った後、捩った根元をラジペンで掴み、先端からガスバーナーで加熱し、捩った部分が0.5〜1mmの玉になるよう溶融させます。
コンスタンタンよりも銅の方が早く融けますから、銅をコンスタンタンに絡めるといったイメージです。
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次に玉より先の部分をニッパー切り取り、先端を整え、玉に繋がる２本の裸線を真っ直ぐにし、長さ4〜5cm程度の細い熱収縮チューブを通します。
裸線と玉の部分にエポキシ接着剤(ボンドクイックセット)を塗ります。
 
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エポキシを塗った部分に熱収縮チューブを被せ、加熱収縮させると、先端径約1.5mmのセンサの完成です。
先端の余分な被覆部は切り落とします。
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温度計キット
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秋月温度計キットの残骸
1℃や2℃の誤差は気にならない、安価に温度測定したいという方には、お勧めです。
実はこのキット、ただの電圧計で、抵抗の倍率で微少電圧（熱電対の熱起電力は約40μV/℃）を測定しているようです。
微妙な調整が必要で、普通に校正すれば氷点下の温度はどうも高めに表示するようです。
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そこで、JIS C 1602 熱電対の補完式を用いてＫの基準熱起電力と温度の関係をグラフにしてみると、何と0℃を境に勾配が違うこと、氷点下の直線性があまりよろしくないことが判明。
水の氷点と沸点で校正すると、温度計の表示-40℃で、実際は-42.3℃、同-50℃が-53.7℃、-60℃が-65.6℃、-70℃が-77.9℃とかなり違う事になります。
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ここまでわかれば、氷点下に絞って校正することにします。、
身近な材料として、氷とドライアイス＋エタノールを使用すればできるわけですが、更に簡単な方法として、氷水で0℃、水の沸点で91〜92℃と表示するように校正すれば、-70℃〜20℃の範囲で、何とか使えそうなことがわかります。
なお、この校正を行った場合の表示温度と実温度の関係は、
表示20℃で実18.9℃、10℃で9.5℃、-10℃で-9.6℃、-20℃で-19.4℃、-30℃で-29.3℃、-40℃で-39.5℃、-50℃で-49.8℃、-60℃で-60.5℃、-70℃で-71.4℃のはずです。
(実際にやってみた訳では無いので、責任は持てませんが．．．．．) |
