バイメタル温度計校正ツール

このツールは、バイメタル温度計の3点校正記録を作成する。各点における基準温度と2つの測定値を入力すると、誤差、ヒステリシス、それぞれのスパンに対する割合が自動的に計算される。

バイメタル温度計とは

バイメタル温度計は、2種類の金属を貼り合わせた帯状の部品(バイメタル)で温度を測定する。この2種類の金属は加熱されたときに膨張する量が異なるため、帯は曲がる。この帯は通常コイル状に巻かれ、ダイヤル上の針を動かす。

バイメタルコイルは機械部品であるため、温度が下降するときに、上昇するときとまったく同じ位置には戻らない。この差はヒステリシスと呼ばれ、校正によって測定される。

なぜ3点で測定するのか

校正では、測定器の使用範囲全体にわたって精度を確認する。通常、少なくとも3つの点で測定する。

• ゼロ点(測定範囲の下限)
• 中間点(範囲のほぼ中央)
• フルスケール点(測定範囲の上限)

各点では、まず下から温度を近づけ、次に上から近づけることで、上昇と下降の両方向を記録する。

計算式

上昇誤差 = 上昇時の測定値 − 標準値

下降誤差 = 下降時の測定値 − 標準値

ヒステリシス = |上昇時の測定値 − 下降時の測定値|

スパン = フルスケール点の標準値 − ゼロ点の標準値

スパンに対する割合 = 値 ÷ スパン × 100

標準値とは、正しいとみなされる基準器が示す温度のことである。誤差がプラスの場合、温度計の指示値は高めであることを意味し、誤差がマイナスの場合は低めであることを意味する。

例

0 °Cから100 °Cまでの範囲の温度計を、3つの点で確認する。

スパンは 100 − 0 = 100 °C である。最大誤差は +1.40 °C で、スパンの 1.40% にあたる。最大ヒステリシスは 0.60 °C で、スパンの 0.60% にあたる。

結果の読み方

測定器の精度は通常スパンに対する割合で表示されるため、この割合をメーカーが定める精度等級と比較する。精度等級1と表示された温度計は、スパンの1%以内に収まることが期待される。

誤差が小さいのにヒステリシスが大きい場合は、目盛りのずれよりも摩擦やコイルの劣化が原因であることが多い。3つの点すべてでほぼ同じ大きさの誤差が出ている場合は、単に針がずれているだけであることが多く、ゼロ点調整ねじで修正できることが多い。

よくある質問

なぜゼロ点を0 °C未満にできないのか

この記録では、ゼロ点は証明対象となる使用範囲の下限にあたる。このツールでは、下限からスパンを測定できるよう、ゼロ点を0 °C以上に保つ。

バイメタル温度計でヒステリシスが生じる原因は何か

針の機構に生じる摩擦と、バイメタルコイルの弾性遅れが原因である。コイルは、加熱時にたどった経路とまったく同じ経路をたどって元に戻るわけではない。

誤差は上昇時と下降時のどちらで測定すべきか

両方である。両方向を記録することで、ヒステリシスが明らかになる。測定器を評価する際は、2つのうち悪い方の値を基準とする。

スパンとは何か

フルスケール点とゼロ点における標準値の差のことである。校正対象となる範囲の幅を表す。

この記録は他のダイヤル温度計にも使えるか

使える。同じ3点校正の方法と計算式は、ガス封入式や液体封入式を含む、あらゆる機械式ダイヤル温度計に適用できる。