温度センサ 厨房器具に使われる温度センサ

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温度センサ
厨房の器具も最近は、制御が変わってきています。
特に温度に関しては、加熱や冷蔵が主な目的の器具が多いため、
いろいろな制御となってきました。
基板内の故障となると、修理に行っても、
現場では、手を出せない場合がほとんどですが、
基板に接続されるセンサや、スイッチ類について、
少しでも知っていると、修理の判断が正確になります。

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厨房器具で主に使われるのは、抵抗体を利用した「サーミスタ」と、
熱電対である、「サーモカップル」です。


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《注意》
器具の取扱い、メンテナンス、修理に関しては自己責任で行ってください。
この記事は、一般的な例に基づいて記述していますが、
個々の機械に関するものではありません。
記事の利用でいかなる不利益があっても、管理者は一切の責任を負いません。


温度の測定には、いろいろなものが使われています。
温度測定用のセンサは、主に以下のように分けられます。

接触式
□サーミスタ
□熱電対
非接触式
□放射温度計

厨房器具の制御に使われるものは、
接触式の、サーミスタ、熱電対がほとんどです。

サーミスタ

サーミスタ(thermistor)とは、温度変化に対して
電気抵抗の変化の大きい抵抗体のことです。
この現象を利用し、温度を測定するセンサとしても利用されます。

サーミスタの種類
□NTC ( negative temperature coefficient )
温度の上昇に対して、抵抗が減少するサーミスタ。

□PTC ( positive temperature coefficient )
温度の上昇に対して抵抗が増加するサーミスタ。

□CTR ( critical temperature resistor )
ある温度を越えると急激に抵抗が減少するサーミスタ。

サーミスタは、温度抵抗特性の近似としてSteinhart-Hart式で、
温度と抵抗値を求めることができるそうですが、
このあたりの事に関しては、詳しく書かれているページを
参照してください。

厨房の熱器具でサーミスタが使われる場合は、
主に「PTC」が使われています。
温度の上昇に対して抵抗値が増加するタイプです。
0℃の時に、抵抗値が100ΩのPT100というタイプか、
0℃の時に、抵抗値が1000ΩのPT1000のタイプが多いようです。
これに関しては、温度と抵抗値の表を作成しましたので、
このページの最後の表を参照してください。

熱電対

異なる二種の金属を接合して、2つの接合点を異なる温度にすると、
一定の方向に電流が流れ、熱起電力が生じる現象(ゼーベック効果)
を利用した温度センサです。

サーモカップルとも呼ばれます。
使用する金属により種類があります。
また、剥き出しになったものや、
保護管に入れられたものなど型式もいくつかあります。
サーミスタが抵抗値を利用して、温度の変化を検知するのに対し、
サーモカップルは、熱気電力を利用して温度を検知します。
厨房器具で使われるサーモカップルは、
+脚にクロメル、-脚にアルメルを使った、「K型熱電対」が、
多く使われています。
「K型」の特性としては、熱起電力の直線性が良いことだそうです。
このセンサの特性は電圧で表されています。

ガス器具の立消え防止を検知するサーモカップルは、
この起電力を利用して、電磁石を動作させています。
使われているサーもカップルの種類は、次の機会に調べてみます。

温度センサを使っている機械の修理

機械的、電気的に動作させているものと違って、
半導体で処理される機械の修理は、故障の原因が
つかみにくいことが多いものです。
回路図を見ても、動作の詳しいことは、わかりませんので、
機械の動きを知っておくことも必要です。
温度の制御に関しては、上記に書いたとおり、
サーミスタか、熱電対(サーモカップル)が
使われることが多くなっています。
温度計とデジタルテスタ-があれば、
センサの種類さえわかれば、正常かどうかの判断は、できます。
テスターは、サーミスタ(抵抗体)の場合は、(Ω)レンジ、
サーモカップル(熱電対)の場合は、(mV)レンジです。
それぞれ、接続部を離した状態で計測します。
温度と計測した値を比べてみれば、正常かどうか判断できます。
注意点としては、ある温度帯では正常でも、
高温になった場合などに、抵抗値などが狂う場合があります。
いくつかの温度帯で計測してみましょう。

温度との対応表 チャート


左はサーミスタの温度と抵抗値。
右は熱電対の温度と電圧の表です。

よく使われるPT100、PT1000の抵抗値と、
K型熱電対の電圧(μV)(mV)です。

テスターのテストリードの抵抗や、
配線の損失がありますので、完全に一致しなくても
問題はありません。10℃ごとの推移を測れば、
おおよその良否の判断は、可能です。

計算式や、1℃ごとのチャートは、
ネット上で公開されていますので、探してみれば、
センサのいろいろな知識も深まるでしょう。


テーマ : 業務用厨房
ジャンル : 就職・お仕事

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