JP3328408B2 - 表面温度測定方法 - Google Patents

表面温度測定方法

Info

Publication number
JP3328408B2
JP3328408B2 JP35374593A JP35374593A JP3328408B2 JP 3328408 B2 JP3328408 B2 JP 3328408B2 JP 35374593 A JP35374593 A JP 35374593A JP 35374593 A JP35374593 A JP 35374593A JP 3328408 B2 JP3328408 B2 JP 3328408B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
temperature sensor
surface temperature
measuring
block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP35374593A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07198500A (ja
Inventor
健一 三澤
昭良 名部井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Meter Co Ltd
Original Assignee
Anritsu Meter Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Meter Co Ltd filed Critical Anritsu Meter Co Ltd
Priority to JP35374593A priority Critical patent/JP3328408B2/ja
Publication of JPH07198500A publication Critical patent/JPH07198500A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3328408B2 publication Critical patent/JP3328408B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面温度校正器(表面温
度基準器)による表面温度測定方法に関し、校正用ブロ
ック体の雰囲気温度や、温度センサーの接触状態などに
よる外乱の影響を殆ど受けることなく、極めて正確な表
面温度を確定するための表面温度測定方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の表面温度校正器による表面温度測
定方法では、校正用ブロック体の表面温度を測定する際
に、接触式表面温度センサーを円柱状の校正用ブロック
の円形の表面に、この円の中心線上にある一定の間隔を
あけて数個接触させ、表面の温度分布を測定する方法で
あった。しかし、この測定方法によると、表面温度セン
サーを数個必要とし、しかも、各々のセンサーの熱電対
特性を均一にする必要があった。また、センサーの感温
部に接合する接触片と校正用ブロック体との間に生じる
表面粗さ、接触誤差、熱伝導率、熱容量等の問題によ
り、表面温度誤差を生じてしまう。
【0003】例えば、熱電式接触型温度センサーを用い
た表面温度校正システムの銅ブロック表面の温度測定を
行う場合、前記温度センサ自体が銅ブロックに対し熱的
影響をもたらし、その結果前記ブロック体の真の表面温
度を変化させる原因になり、正確な表面温度測定が困難
となる。図面を参照して説明すると、図2に示すように
室温(周囲の温度)がそれぞれ異なる場合、真の表面温
度と前記温度センサー11による測定値を比較した場合、
その誤差は、周囲の温度と前記ブロック体12の温度との
差に依存性があることが判明している。図中に示すよう
に、それぞれ異なった周囲の温度に対し、同温度(例え
ば 100℃)に設定したブロック体12の表面温度を測定し
た場合、周囲の温度が25℃である(a)の場合には、前
記ブロック体12との温度差が大きく、熱流即ち熱の移動
が前記ブロック体12と温度センサー11との間で盛んに行
われるため、放熱現象を招き、理論的な表面温度より測
定値が低下し、大きな温度誤差を生じてしまう。
【0004】一方、周囲の温度が50℃である(b)の場
合には、(a)よりは熱流の影響は少ないが、同様の原
因により温度誤差を生じてしまうことには変わりはな
い。これに対し、周囲の温度が95℃である(c)の場合
には、周囲の温度と前記ブロック体12の温度が殆ど等し
く熱流はほとんど生じないため、温度誤差は比較的に少
ない。つまり、両温度が熱平衡状態に近いほど表面温度
の測定誤差は減少する訳である。
【0005】また、温度センサー11の形状や接触状態な
ども表面温度誤差の原因となり得る。例えば、図3に示
すように熱電式接触型温度センサー11の接触面積が異な
る場合、(a)に示すように接触面積が大きい場合の方
が、(b)に示すように接触面積が中位の場合よりも、
銅製のブロック体12(以下、被測温体と称する)から温
度センサー11に対して放熱される熱量が大きく、(c)
に示すように接触面積が小さい程、この放熱される熱量
が小さい。従って、温度センサー11の接触面積が大きい
程、被測温体12の熱を多く奪う結果となり、真の表面温
度との誤差が大きくなってしまう。
【0006】更に、図4(a)〜(c)に示すように温
度センサーの感温部と被測温体12との間に介装する接触
片13の厚さを変化させた場合、厚さが厚くなるほど表面
温度測定点から感温部(例えば熱電対)までの距離が長
くなり、接触片13に熱が分散してしまい感温部に伝わる
熱量は実際には低下してしまう。また、厚さが厚いとい
うことは、換言すると接触片13の体積が大きくなるとい
うことであり、接触片13の熱容量を大きくしてしまうこ
とになる。従って、前記温度センサーに対し放熱し易い
条件を作り出す結果となり、被測温体12に対し熱的影響
を与え易くなるため、真の表面温度測定が困難になる。
その他にも、被測温体12に対する接触誤差が、表面温度
の測定誤差原因となり得る。
【0007】また、別の誤差要因として、図5に示すよ
うに、理論上は(a)の如く被測温体12に密着した姿勢
で温度測定を行うのが最適であるが、実際には(b)に
示すように接触姿勢や表面粗さ等の問題により接触片13
を完全に被測温体12の表面に沿わせることは困難であ
り、表面温度測定点と接触片13との間に空気層14を生じ
てしまい、その結果、熱伝導率の低下を招き、被測温体
12からの熱が温度センサーの感温部に正確に伝わらず、
表面温度測定誤差を生じてしまうという問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の表面温度測定方法には様々な問題点があり、実際には
外乱の影響を排除しきれず、真の表面温度を確定するこ
とができなかったため、基準器としての表面温度校正器
の精度を最大限に引き出すことができないという問題が
あった。
【0009】本発明は以上の問題点に鑑みて、熱電式温
度センサーによる表面温度校正システムの表面温度測定
方法において、前記した表面温度誤差要因を取り除き、
基準器として追求すべき精度を最大限発揮することので
きる表面温度測定方法を提供することを目的とするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の表面温度測定方法は、校正用ブロック体と、
このブロック体に併設した加熱源と、これらを収容する
と共に前記ブロック体の一面を開口部とした断熱部材と
から成る表面温度校正器を準備し、このブロック体の内
部温度を測定する基準温度センサーに基づいて校正した
第1の温度センサーによって、前記ブロック体の内部温
度を測定すると共に、この第1の温度センサーと同等の
熱電特性を有する第2の温度センサーによって、前記ブ
ロック体の外部から表面付近の温度を測定し、前記第1
の温度センサーと第2の温度センサーの測定値に基づい
て、このブロック体の表面温度を確定する方法である。
【0011】即ち、本発明の表面温度測定方法は、校正
用ブロック体の内部温度Taと校正用ブロック体の表面
(厳密には表面付近)温度Tbを、熱電式温度センサー
により測定し、校正用ブロック体の真の表面温度Tc
は、必ずTaとTbの間に位置するとの定義に基づいて
いる。つまり、 Ta≦Tc≦Tb ……… という理論式に基づいて、真の表面温度を確定する訳で
ある。
【0012】本発明の表面温度測定方法と従来の方法と
の最大の相違点は、表面温度測定用の熱電式温度センサ
ーのみに依存するのではなく、ブロック体の内部温度測
定により、一段と正確な表面温度測定を可能にするとい
う点にある。本来、前記ブロック体の温度は、加熱開始
後ある一定時間経過すると、理論的には均熱状態になる
はずである。しかし、実際に測定してみると、前記ブロ
ックの表面温度は内部温度よりも低下していることが判
明している。
【0013】そこで、本発明ではブロック体の内部温度
をも加味することにより、前記ブロック体を総合的に捕
らえた本来の意味での表面温度測定、即ち、真の表面温
度測定を可能にした点が最大の特徴である。
【0014】
【作 用】本発明の表面温度測定方法は、ブロック体の
表面温度を測定する温度センサーに加え、ブロック体の
内部温度を測定する温度センサーを併用しているので、
前者によって真の表面温度の存在する範囲の最小値を確
定し、後者によって真の表面温度の存在する範囲の最大
値を確定することができる。
【0015】また、前記両温度センサーの熱電特性は同
等であり、しかも、その一方を基準温度センサーによっ
て校正しているため、測定値の精度は高く、前記温度セ
ンサーの接触面積や接触部の厚さの違い、及び接触誤差
等の誤差要因が生じたとしても、内部温度測定値から前
記ブロック体表面までの温度勾配と熱電式温度センサー
によるブロック体表面付近の温度測定により真の表面温
度測定を行うことができるため、常に確実で信頼性の高
い表面温度測定を可能にする。
【0016】
【実施例】次に図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図1に示す実施例では、ある条件下における金属
の表面温度を測定するために用いる装置の主要部分を概
念的に示した図である。この装置は、表面温度測定の対
象物である校正用ブロック体1、このブロック体1の表
面付近(厳密な意味で表面ではなく表面付近)の温度測
定のための第2の温度センサー(熱電式温度センサー)
2、前記ブロック体1に対する加熱源3、前記ブロック
体1の均熱化の為に設けられた断熱部材4、前記ブロッ
ク体1の中心付近に位置し、表面からの位置が規定され
ている基準温度センサー(測温抵抗体)5、及び基準温
度センサー5と同じ高さに位置し、且つ第2の温度セン
サー2と同一ロット、即ち熱電対特性の等しい第1の温
度センサー(熱電式温度センサー)6により構成されて
いる。
【0017】基準温度センサー5である測温抵抗体は、
トレーサビリティの付与された極めて高精度を保証され
た温度センサーであり、この基準温度センサー5を基に
同位置に設けられた第1の温度センサー6を校正し、基
準温度センサー5との温度差ΔTを確定することにより
第1の温度センサー6を信頼性の高い温度センサーとし
て保証する。即ち、基準温度センサー5のトレーサビリ
ティを第1の温度センサー6に付与したことになる。
【0018】更に、第1の温度センサー6と校正用ブロ
ック体1の表面付近に設けられた第2の温度センサー2
との温度差ΔT1 を確定する。また、表面付近に設けた
第2の温度センサー2による温度測定値をT2 、基準温
度センサー5による温度測定値をT3 、今まさに測定を
しようとしている真の表面温度をTsとすると、これら
の温度間には次の理論式が成り立つ。
【0019】T2 ≦Ts≦T3 ……… 次に基準温度センサー5に対しΔTの誤差を持つ第1の
温度センサー6の温度T4 が確定する。これに対し以下
の式が成立する。 T4 =T3 +ΔT ……… 更に、第1の温度センサー6と表面温度付近に位置する
第2の温度センサー2との温度差ΔT1 により、表面付
近の温度を確定する事ができる。その結果、それぞれの
温度センサーに対し、信頼性の高い高精度な温度測定が
可能となる。
【0020】また、表面からの位置が規定された基準温
度センサー5と同位置に設けられた第1の温度センサー
6を表面付近にできる限り近づける(距離dをできる限
り小さくする)ことにより、ΔT1 の誤差も極めて小さ
くなり、真の表面温度Tsの存在する範囲も限りなく小
さくなる。しかも、校正用ブロック体1の表面に対し熱
的影響を一切与えることなく本当の意味での表面温度測
定が可能となる。
【0021】本実施例による表面温度測定方法では、1
つの極めて高精度な保証できる基準温度センサー5を基
に、同一ロットである2つの熱電式温度センサーを、信
頼性の高い高精度なものに体系づけることができ、校正
用ブロック体1の表面付近に設けられた表面温度センサ
ーと内部に設けられた内部温度センサーとにより、真の
表面温度の存在する範囲を極めて小さくすることによ
り、高精度な表面温度測定を行うことができる。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る表面温度測定方法は、校正
用ブロック体と、このブロック体に併設した加熱源と、
これらを収容すると共に前記ブロック体の一面を開口部
とした断熱部材とから成る表面温度校正器を準備し、こ
のブロック体の内部温度を測定する基準温度センサーに
基づいて校正した第1の温度センサーによって、前記ブ
ロック体の内部温度を測定すると共に、この第1の温度
センサーと同等の熱電特性を有する第2の温度センサー
によって、前記ブロック体の外部から表面付近の温度を
測定し、前記第1の温度センサーと第2の温度センサー
の測定値に基づいて、このブロック体の表面温度を確定
するので、以下の効果を奏することができる。
【0023】ブロック体の表面温度を測定する温度セン
サーに加え、ブロック体の内部温度を測定する温度セン
サーを併用しているので、前者によって真の表面温度の
存在する範囲の最小値を確定し、後者によって真の表面
温度の存在する範囲の最大値を確定することができる。
また、前記両温度センサーの熱電特性は同等であり、し
かも、その一方を基準温度センサーによって校正してい
るため、測定値の精度は高く、前記温度センサーの接触
面積、接圧力、接触部の厚さ、接触誤差などの誤差要因
が生じたとしても、内部温度測定値から前記ブロック体
表面までの温度勾配と熱電式温度センサーによるブロッ
ク体表面付近の温度測定により真の表面温度測定を行う
ことができるため、常に確実で信頼性の高い表面温度測
定を可能にする。
【0024】従って、表面温度誤差要因の影響を受ける
ことなく、基準器としての表面温度校正器の精度を最大
限発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における表面温度測定方法で
用いる表面温度校正器の概略断面図である。
【図2】従来の表面温度測定方法による誤差要因(周囲
の温度)を図解するための断面図である。
【図3】従来の表面温度測定方法による誤差要因(接触
面積)を図解するための断面図である。
【図4】従来の表面温度測定方法による誤差要因(接触
部の厚さ)を図解するための断面図である。
【図5】従来の表面温度測定方法による誤差要因(接触
部と校正用ブロックとの接触誤差)を図解するための断
面図である。
【符号の説明】
1 ブロック体 2 第2の温度
センサー 3 加熱源 4 断熱部材 5 基準温度センサー 6 第1の温度
センサー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−194410(JP,A) 特開 平2−145933(JP,A) 特開 昭58−210529(JP,A) 特開 平4−155231(JP,A) 実開 平1−95641(JP,U) 特公 昭43−27800(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 7/02 G01K 1/20 G01K 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 校正用ブロック体と、このブロック体に
    併設した加熱源と、これらを収容すると共に前記ブロッ
    ク体の一面を開口部とした断熱部材とから成る表面温度
    校正器を準備し、このブロック体の内部温度を測定する
    基準温度センサーに基づいて校正した第1の温度センサ
    ーによって、前記ブロック体の内部温度を測定すると共
    に、この第1の温度センサーと同等の熱電特性を有する
    第2の温度センサーによって、前記ブロック体の外部か
    ら表面付近の温度を測定し、前記第1の温度センサーと
    第2の温度センサーの測定値に基づいて、このブロック
    体の表面温度を確定する表面温度測定方法。
JP35374593A 1993-12-30 1993-12-30 表面温度測定方法 Expired - Fee Related JP3328408B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35374593A JP3328408B2 (ja) 1993-12-30 1993-12-30 表面温度測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35374593A JP3328408B2 (ja) 1993-12-30 1993-12-30 表面温度測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07198500A JPH07198500A (ja) 1995-08-01
JP3328408B2 true JP3328408B2 (ja) 2002-09-24

Family

ID=18432938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35374593A Expired - Fee Related JP3328408B2 (ja) 1993-12-30 1993-12-30 表面温度測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3328408B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5123867B2 (ja) * 2009-01-28 2013-01-23 日本スピンドル製造株式会社 温度校正装置
JP5320330B2 (ja) * 2010-03-16 2013-10-23 安立計器株式会社 接触式表面温度センサ校正器、接触式表面温度センサの校正方法及び基準温度センサの校正方法
JP6348684B2 (ja) * 2013-04-01 2018-06-27 株式会社ニッサブ 金属の熱分析用方法及び熱分析機
JP7216989B2 (ja) * 2018-09-25 2023-02-02 安立計器株式会社 温度校正器及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07198500A (ja) 1995-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11415466B2 (en) Temperature measuring device and method for determining temperature
US5178464A (en) Balance infrared thermometer and method for measuring temperature
JP2839244B1 (ja) 熱損失圧力測定装置および方法
US8814428B2 (en) Temperature sensing apparatus
US10976204B2 (en) Heat flux sensor with improved heat transfer
US3715923A (en) Temperature measuring method and apparatus
JPH06502487A (ja) 遠隔温度基準を有する放射検知器
US6637931B2 (en) Probe for use in an infrared thermometer
JP3226715B2 (ja) 計測装置
US20230258506A1 (en) Thermometer having a diagnostic function
JP3310430B2 (ja) 計測装置および計測方法
EP3462152B1 (en) Accurate and fast response temperature measurement
JP3328408B2 (ja) 表面温度測定方法
US3542123A (en) Temperature measurement apparatus
US20240053209A1 (en) Thermometer with a diagnostic function
CN106959170B (zh) 用于测量材料内部温度的敏感元件及基于该敏感元件的温度传感器
JPS645645B2 (ja)
CN117616257A (zh) 具有改进的测量精度的温度计
US4812801A (en) Solid state gas pressure sensor
KR102257190B1 (ko) 열전도율 측정시스템 및 이를 이용한 열전도율 측정방법
JP3502085B2 (ja) 計測装置
US20230042321A1 (en) Thermometer having a diagnostic function
JPS5923369B2 (ja) 零位法熱流計
JPH0143903B2 (ja)
JPH0643906B2 (ja) フローセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080712

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080712

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090712

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090712

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100712

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100712

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110712

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130712

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees